БІОХІМІЯ І ПАТОБІОХІМІЯ КРОВІ

4 Червня, 2024
0
0
Зміст

БІОХІМІЯ ТА ПАТОБІОХІМІЯ КРОВІ. Функції крові. Біохімія формених елементів, nдихальна функція еритроцитів, типи і похідні гемоглобіну. Буферні системи nкрові. Білки гострої фази запалення, ферменти плазми крові

 

Кров – рідка специфічна тканина, nяка є внутрішнім середовищем організму. вона складається з плазми і клітинних nелементів: еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів (рис.1).

 

Рис. 1 Головні nкровотворні органи  та клітини крові, що nв них виробляються

 

В крові містяться білки, жири, вуглеводи, мінеральні nречовини, ферменти, вітаміни і гормони (табл.1,2).

 

Таблиця 1 Основні nхімічні компоненти крові

 

n

Кров

Клітинні елементи

Плазма крові

Еритроцити

Сироватка крові

Лейкоцити

Фібриноген

Тромбоцити

 

Таблиця 2 Компоненти сироватки крові

 

n

Сироватка крові

Вуглеводи

Ліпіди

Білки

Вітаміни

Гормони

Мінеральні речовини

Глюкоза

Холестерин

Альбуміни

Групи В

Адреналін

К

Галактоза

Жирні кислоти

Глобуліни

Віт.С

Тироксин

Na

Фруктоза

Фосфоліпіди

Ліпопротеїни

Віт.Р

Інсулін

P

Глюкозаміни

Триацилгліцерол

Глікопротеїни

Жиророзчинні

Кортикостероїди

Ca

 

Кров nяк багатокомпонента система виконує в організмі різноманітні функції: дихальну, nзахисну, транспорту, регуляторну. Кожна з цих функцій забезпечується nвідповідними компонентами крові. Так, білок еритроцитів (гемоглобін) переносить nкисень від легень до тканин; альбумін, який міститься в плазмі, підтримує nонкотичний тиск крові, виконує транспортну функцію – перенесення білірубіну, nлікарських препаратів, вітамінів та інших речовин; a – і b– глобуліни крові nтранспортують до тканин ліпоїдні речовини і вітаміни, а гамма глобулінова nфракція – це комплекс антитіл; фібриноген і протромбін беруть у зсіданні крові; nбілки – церулоплазмін (мідьвмісний білок), і трансфери (залізовмісний білок), nвідповідно, транспортують мідь і залізо.

Кров n– гетерогенна система, яка в 3-4 рази в’язкіша, ніж вода. Це зумовлено nрозчиненими в ній білками і клітинними елементами з густиною 1,050-1,060. nОсмотичний тиск створений всіма розчиненими в ній органічними і мінеральними nречовинами, а онкотичний –  білками. nПостійне рН крові – 7,36-7,4 підтримується буферними системами крові: nбікарбонатною, фосфатною і гемоглобіновою, причому на  останню припадає 3/4 всієї буферної ємності.

При nбагатьох патологічниї станах, коли порушується функція таких органів як нирки, nпечінка, підшлункова залоза, серце і ін., настають значні зміни і хімічному nскладі крові. Дослідження хімічного складу і фізико-хімічних властивостей крові nмає важливе діагностичне значення. Крім того, кров є однією з доступних для nаналізу тканин організму і її можна досліджувати повторно без будь-якої шкоди nдля обстежуваного.

Кров – найбільш спеціалізована рідка nтканина, що циркулює в судинній системі й разом із лімфою та міжклітинним nпростором складає внутрішнє середовище організму. Кров поєднує біохімічні nпроцеси різних частин тіла в цілісну систему та підтримує постійність її nскладу.

У дорослої людини об’єм крові nстановить у середньому 5 л. nБільша частина крові бере участь у кровообігу, а менша знаходиться в окремих nорганах (депо). На сухий залишок крові припадає 16-17 % (850 г). За масою кров в nорганізмі перевершують тільки м’язи і кістки.

Якщо загальмувати nзгортання крові й відцентрифугувати її, то вона розділиться на два шари: 1) nверхній – рідкий, із жовтим відтінком – плазма. На неї припадає 55 % об’єму nкрові; 2) нижній – клітини крові (45 %). Осіла кров утворює згусток, що nскорочується, над яким розміщується прозора рідина. Це сироватка (дефібринована nплазма).

Відносна густина nцільної крові – 1,050-1,064; плазми – 1,024‑1,030; клітин – 1,080-1,097. nКрові притаманна висока в’язкість завдяки високому вмісту білка й еритроцитів. nОсмотичний тиск крові, зумовлений сумою всіх розчинних речовин, що знаходяться nв одиниці об’єму при температурі 37 °С, складає приблизно 7,6 атм. Він nспричинений хлоридом натрію та іншими низькомолекулярними речовинами крові. nВклад білків, переважно альбуміну, в цю величину незначний – 0,03 атм. Він nназивається колоїдно-осмотичним, або онкотичним, тиском крові. Кров, проходячи nчерез різні тканини й органи, забезпечує їх поживними речовинами, забирає від nних відпрацьовані метаболіти, так звані “метаболічні шлаки”, які nнесуть інформацію про стан організму. Тому кров вважають “внутрішнім nдзеркалом організму”, яке показує стан метаболізму всього організму. Через nці причини в клініці та в наукових цілях аналіз крові широко застосовують для nдіагностики захворювань і контролю ефективності лікування.

Кров виконує такі функції:

1) транспорт газів – перенесення із легень до тканин кисню, а у зворотному nнапрямку – вуглекислого газу;

2) транспорт поживних речовин до всіх клітин організму (глюкози, nамінокислот, жирних кислот, вітамінів, кетонових тіл, мікроелементів та ін.). nІз різних органів кров виносить до нирок кінцеві продукти обміну – nсечовину, сечову кислоту, білірубін, креатинін тощо. Звідси вони виділяються з nорганізму;

3) регуляторна або гормоноїдна функція, пов’язана з утворенням у крові nмісцевих гормонів (гормоноїдів), що переносяться з місця виникнення до місця їх nдії, тобто до клітин-мішеней;

4) терморегуляторна функція – обмін теплом між тканинами і кров’ю;

5) осмотична функція – підтримання осмотичного тиску в судинах;

6) захисна функція, зумовлена наявністю в крові антитіл та фагоцитарною nфункцією лейкоцитів;

7) детоксикаційна – знешкодження токсичних речовин, пов’язане з активним їх nрозщепленням за допомогою ферментів крові.

Основні компоненти nцільної крові і плазми людини наведено в таблицях 3, 4 .

Таблиця 3. Деякі біохімічні показники цільної крові й nплазми людини

Безымянный

 

Таблиця 4. Основні nорганічні компоненти плазми крові

Безымянный

БІОХІМІЯ nКЛІТИН КРОВІ

У крові розрізняють два види клітин – nбілі й червоні кров’яні тільця (рис. 2). Перші називаються білокрівцями, або nлейкоцитами. Їх вміст в дорослих людей складає 4000-9000 клітин в 1 мкл крові.

Другий вид кров’яних тілець – це червонокрівці, або еритроцити, їх вміст у nпериферичній крові знаходиться в межах 4,5-5•1012. Крім того, в nкрові знаходяться ще так звані кров’яні пластинки, або тромбоцити. Розглянемо nбіохімічні особливості та призначення кожного з названих видів клітин.

 

Лейкоцити

 

Рис. 2 Форменні елементи крові

 

Лейкоцити (білі кров’яні тільця) nзахищають організм від мікроорганізмів, вірусів та сторонніх речовин, тобто nзабезпечують імунний статус організму.

Лейкоцити ділять на дві групи – гранулоцити n(зернисті) й агранулоцити (незернисті). До гранулоцитів відносять нейтрофіли, nеозинофіли і базофіли, а в групу агранулоцитів входять моноцити і лімфоцити.

 

Нейтрофіли

Нейтрофіли складають 60-70 % від усіх nлейкоцитів (рис.3). Основне їх призначення – захист організму від nмікроорганізмів і вірусів. У нейтрофілах є сегментоване ядро, nендоплазматичний ретикулум (слаборозвинений), який не містить рибосом, мало nмітохондрій, добре розвинений апарат Гольджі та сотні різних гранул. Більші за nрозміром гранули мають пероксидази і гідролази з оптимумом активності в кислому nрН. Малим гранулам властиві лужна фосфатаза, лізоцим, лактоферин і білки nкатіонної природи.

Изображение:Neuthrophil.pnghttp://www.medicreferat.com.ru/images/referats/1111/image001.gif

 

Рис. 3 Нейтрофільний гранулоцит

 

Нейтрофіли утворюються із стовбурових nклітин – мієлобластів кісткового мозку. Вони переходять у кровообіг, а nзвідси – в різні тканини. В тканинах нейтрофіли живуть до двох днів, а потім nгинуть. Припускають, що із тканин вони переміщуються на поверхню слизових nоболонок (зокрема шлунково-кишкового тракту), звідки виводяться з організму.

Головним джерелом nенергії нейтрофілів є глюкоза, яка або прямо утилізується, або перетворюється в nглікоген. Більше енергії виробляється гліколітично (90 %), незначна частина nглюкози перетворюється в пентозофосфатному циклі. Під час фагоцитозу nвідбувається не тільки посилення метаболізму глюкози, але й активація nпротеолізу, спрямованого на деградацію білкових антигенів. Одночасно nспостерігається відновлення фосфатидної кислоти та інозитвмісних nфосфогліцеридів, що вказує, очевидно, на причетність цих фосфатидів до nфункціонування мембран. Фагоцитоз супроводжується посиленням гліколізу та nпентозофосфатного циклу. Але особливо зростає інтенсивність поглинання кисню nнейтрофілами – так званий спалах дихання. Поглинутий кисень витрачається nна утворення активних його форм, що здійснюється з участю ферментів:

1.                         nНАДФ•Н-оксидаза каталізує утворення супероксидного nаніона в реакції:

Безымянный

2. Фермент nНАДН-оксидаза відповідає за утворення пероксиду ­водню:

3. Мієлопероксидаза каталізує утворення nгіпохлорної кислоти з хлориду та пероксиду водню:

Аніон гіпохлорної nкислоти може реагувати з наступною молекулою пероксиду водню й утворювати nсинглетний кисень:

Утворені активні nформи кисню проявляють бактерицидну дію і руйнують мікробні нуклеїнові кислоти, nбілки та ліпіди. Головна роль у бактерицидній дії лейкоцитів належить, вірогідно, nпероксиду водню і гіпохлориту. Утворений гіпохлорит викликає хлорування nструктур мікробної мембрани, що супроводжується їх руйнуванням. Крім цього, nмієло­пер­оксидаза за допомогою гіпохлориту декарбоксилює амінокислоти за nрівнянням:

 Руйнівну дію на мікроби мають і альдегіди, що nутворюються у вказаній реакції.

Виражену nбактерицидну дію проявляє вільний радикал ОН, який відноситься до nактивних форм кисню й утворюється в реакції:

Радикали ОН nдуже нестабільні й досить активні, тому реагують практично з усіма органічними nсполуками. Вони виникають також і в процесі ліпопероксидації під впливом nліпооксигеназ із ненасичених жирних кислот. За цих умов виникають nліпопероксирадикали та їх гідропер­оксиди, які можуть реагувати з О2 nз утворенням ОН:

 О2 + RООН  ®ОН + RО + О2 (частково nIО2)

Хемілюмінісценція, nщо супроводжує фагоцитоз, пояснюється виникненням О2 nабо IО2. Синглетний кисень також є дуже активною формою nкисню і знищує мікроорганізми. Зрозуміло, при надмірній кількості активних форм nкисню фагоцитоз може спричинити і пошкодження клітин господаря. Для nпопередження цього клітини мають систему антиоксидного захисту. Зокрема, в nцитоплазмі нейтрофілів виявлена глутатіонпероксидаза, яка знешкоджує пероксид nводню за допомогою відновленого глутатіону:

У зворотному nнапрямку (відновлення глутатіону) реакція відбувається за рахунок відновленого nНАДФ•Н і каталізується глутатіонредуктазою:

Надлишок пероксиду nводню може усуватись і каталазою, але ця реакція відбувається лише при високих nконцентраціях Н2О2:

Нейтрофіли містять ще ряд пристосувань, nщо дозволяють їм активно фагоцитувати мікроорганізми. Сюди необхідно nвіднести і високу концентрацію Н+, що утворюються з лактату – nкінцевого продукту гліколізу. За декілька хвилин фагоцитозу рН знижується до n4-5, що діє бактерицидно. З іншого боку, таке рН активує лізосомальні nгідролази, які розкладають мертві мікробні тіла. У цьому їм допомагає лізоцим n(амінополісахаридаза), що розщеплює полісахаридні ланцюги пептидгліканового nшару клітинної стінки.

Бактерицидні властивості проявляє і комплекс основних білків, який nназивається фагоцитином (він діє при низьких значеннях рН), а також nзалізовмісний комплекс лактоферин.

Сприяють нейтрофілам у функції фагоцитозу і лейкотрієни (похідні nарахідонової кислоти) шляхом стимуляції хемотаксису.

Таким чином, у фагоцитозі нейтрофілів беруть участь багато чинників nферментативного і неферментативного характеру і з різним механізмом дії.

Базофіли

Базофіли складають 1-5 % від усіх лейкоцитів крові. Активно утворюються в nкістковому мозку при алергії. Базофіли беруть участь в алергічних реакціях, у nзгортанні крові та внутрішньосудинному ліполізі. Мають апарат синтезу білка, nякий працює за рахунок енергії дихання. Вони синтезують медіатори алергічних nреакцій – гістамін і серотонін, які при алергії викликають місцеве запалення. nГепарин, що утворюється в базофілах, запобігає згортанню крові та активує nвнутрішньосудинну ліпопротеїнліпазу, яка розщеплює триацилгліцерин.

 

http://www.alexmorph.narod.ru/basic_hist/0100.jpg

Рис. 4 Базофіл

 

Еозинофіли

На них припадає 3-6 % від усіх nлейкоцитів. Еозинофіли, як і нейтрофіли захищають клітини від мікроорганізмів: nмістять мієлопероксидазу, лізосомальні гідролази.

Про відношення еозинофілів до nалергічних реакцій свідчить зростання їх кількості при сенсибілізації nорганізму, наприклад, за бронхіальної астми, гельмінтозів. Вони здатні nнагромаджувати і розкладати гістамін, “розчиняти” тромби з участю nпрофібринолізину та брадикінін-кінінази.

 

Моноцити

Утворюються в nкістковому мозку. Вони складають 4-8 % від усіх лейкоцитів.

http://www.healthsystem.virginia.edu/internet/hematology/HessImages/Normal-promonocyte-100x-website-arrow.jpghttp://www.alexmorph.narod.ru/basic_hist/blood/0086.jpg

Рис. n5 Моноцит

 

Період перебування nмоноцитів у крові становить 22 години, а далі спостерігається експоненціальне nзниження їх вмісту, вони виходять у тканини і нагромаджуються при запаленні. За nфункцією їх називають макрофагами. Тканинні макрофаги походять від моноцитів nкрові. Залежно від місця знаходження їх називають: у печінці – nретикулоендотеліоцитами (купферовськими клітинами), в легенях – альвеолярними nмакрофагами, в проміжній речовині сполучної тканини – гістіоцитами тощо. nМоноцит – клітина, що має ядро та інші субклітинні органели (рис. 5).

На відміну від nнейтрофілів, у моноцитах переважає аеробний шлях одержання енергії. Гліколіз і nпентозофосфатний шлях перетворення глюкози мають другорядне значення. Моноцити nхарактеризуються широким набором лізосомальних ферментів з оптимумом дії nпереважно в кислому середовищі. Головною функцією моноцитів і макрофагів є nендоцитоз і фагоцитоз. Вони фагоцитують мікробні клітини, віруси, індиферентні nта агресивні частинки (пил, SіО2) та ін. На відміну від нейтрофілів, nзнищення поглинутих частинок відбувається не шляхом окиснення. Спочатку nздійснюється негідролітичне порушення проникності й транспорту мембран nмікроорганізмів, що призводить до швидкого їх знищення. Після цього починають nдіяти лізосомальні гідролази, які перетворюють поглинуті частинки.

Лімфоцити

Вміст – 20-25 %, утворюються в nлімфоїдній тканині або тимусі, відіграють важливу роль у формуванні nгуморального і клітинного імунітету.

Лімфоцити містять потужний апарат синтезу nбілків-імуноглобулінів, енергію одержують, здебільшого, за рахунок гліколізу, nрідше – аеробним –шляхом (рис. n6). Синтез імуноглобулінів відбувається при кооперативному функціонуванні декількох nгруп клітин, які утворюються в кістковому мозку. Клітини однієї групи – nВ-лімфоцити – залишають кістковий мозок і заселяють периферичну лімфоїдну nтканину. Інша руппа клітин, покинувши кістковий мозок, потрапляє в тимус. Там вони nперетворюються в Т-лімфоцити і через кров переносяться в лімфоїдну тканину.

 

 

Рис. 6 nЛімфоцити

 

 

Тромбоцити (кров’яні nпластинки)

Вміст – менше 1 %, відіграють головну роль у процесі гемостазу. Утворюються nвнаслідок розпаду мегакаріоцитів у кістковому мозку. Тривалість їх життя – 7-9 nднів. Не дивлячись на те, що тромбоцити не містять ядра, вони здатні виконувати nпрактично всі функції клітини, крім синтезу ДНК (рис. 7). Саме через це їх nіноді називають клітинами, що не зовсім правильно. У цитоплазмі тромбоцитів nмістяться мітохондрії і два типи гранул: 1) щільні, в яких знаходяться АДФ, nАТФ, катехоламіни, серотонін; 2) альфа-гранули, вірогідно, лізосомальноі nприроди. Щільні гранули подібні на ендоплазматичний ретикулум, мають здатність nдо синтезу білків та часточок, що необхідні для виділення кальцію в середовище. nТромбоцити синтезують білки скоротливої системи: актин, міозин, тропонін, nтропоміозин. Їх скоротливі властивості проявляються відразу після активації nкров’яних пластинок з участю Са2+.

http://www.ntmdt.ru/data/media/images/razdely_sajta/application_notes/science_technology_applications/biology_and_medicine/blood_cells_study/1277.jpg

Рис.7 Жовтою стрілкою позначений тромбоцит, білою – еритроцит

 

У них також nутворюються простагландини і тромбоксани, які сприяють агрегації тромбоцитів і nзвуженню судин. Головним джерелом вуглеводів у тромбоцитах є глікоген. Він nзазнає глікогенолізу, а далі – окиснення в мітохондріях із виділенням енергії. nПентозофосфатним шляхом перетворюється приблизно 25 % глюкози.

До основних nреакцій тромбоцитів відносяться: адгезія, агрегація і секреція (з гранул). Під nчас адгезії (злипання) відбувається прикріплення тромбоцитів до колагену або nсубендотеліальної базальної мембрани, яка містить колагенові волокна. Агрегація nтромбоцитів індукується тромбіном, колагеном при наявності Са2+ і nтурбулентним рухом тромбоцитів. Інгібують агрегацію ацетилсаліцилова кислота n(аспірин), ц-АМФ та простагландини Е1 і Р2.

За умов nпошкодження судин або їх ендотелію тромбоцити через декілька секунд змінюють nсвою форму і закривають пошкоджену поверхню (реакція з колагеном). Наступна nагрегація тромбоцитів призводить до утворення тромбоцитарного тромбу, до якого nприєднується нерозчинний фібрин і заповнює простір між коагульованими nтромбоцитами, остання стадія процесу – контракція (ретракція) згустка кро­ві – nздійснюється з участю скоротливих білків (актоміозин), АТФ, фібриногену й іонів nкальцію (рис.8).

Безымянный

 

Рис.8 nСхема етапів активації адгезин тромбоцитів у формуванні тромба

PWb – фактор Вілебранда, nФГ- фібриноген, ТХА2 – тромбоксан

 

Протидіють агрегації тромбоцитів nчинники, що виділяються ендотеліальними клітинами судинної стінки: АДФаза, nпростациклін (простагландин І2), оксид азоту NO. Простациклін і NO потенціюють антитромбоцитарні ефекти nодин одного.

Еритроцити

 

 

http://www.vokrugsveta.ru/img/cmn/2008/02/17/002.jpg

 

Рис.9 Еритроцити

 

У крові людини міститься 25 трлн. nеитроцитів (рис.9). Основну свою функцію – перенесення О2 і СО2 n– вони виконують завдяки тому, що містять 34 % гемоглобіну (рис. 10), а на nсуху масу клітин – 95 %.

http://www.youtube.com/watch?v=WXOBJEXxNEo&feature=related

 

Рис. 10 nМолекула гемоглобіну

 

Загальний вміст гемоглобіну у крові nдорівнює 130-160 г/л, і якщо б гемоглобін був просто розчинний у плазмі, то nрозчин був би надто в’язким і його важко було б проштовхнути через судини.

Утворюються еритроцити в червоному nкістковому мозку із стовбурових клітин, які послідовно проходять стадії nеритробластів, пронормобластів, нормобластів до зрілих еритроцитів – nнормоцитів. У процесі еритропоезу клітини-попередники зменшуються в nрозмірах. Їх ядра у кінці процесу руйнуються і виштовхуються з клітин. До nзавершення до­зрівання клітини містять багато глобінової мРНК і активно nсинтезують гемоглобін, а в повністю зрілих еритроцитах рибосоми зникають. Крім nтого, еритроцити втрачають мітохондрії. Таким чином, в обміні речовин в nеритроцитах кисень не використовується. Енергію, необхідну для систем nтранспорту через мембрани і для підтримки цілісності клітинної мембрани, nеритроцити отримують за рахунок анаеробного гліколізу. 90 % глюкози в nеритроцитах розпадається в процесі гліколізу і 10 % – пентозофосфатним шляхом. nВідомі спадкові дефекти ферментів цих метаболічних шляхів у еритроцитів. При nцьому звичайно спостерігаються гемолітична анемія й інші порушення структури і nфункції еритроцитів.

Швидкість nеритропоезу регулюється гормоноїдами – еритропоетинами, що виробляються в nнирках, а також у печінці й селезінці, та стимулюють клітинну диференціацію і nпроліферацію на певних етапах еритропоезу. Кількість еритропоетинів у крові nзростає при гіпоксіях різного ­походження. За добу утворюється приблизно n200-250 млрд. еритроцитів (така ж кількість руйнується). Тривалість життя nеритроцитів складає 110‑120 днів.

Гемоглобін

 

До складу білка nгемоглобіну входять простий білок глобін та простетична група гем. Гем – це nхелатний комплекс іона заліза і порфірину – циклічної сполуки, що містить 4 nпірольні кільця, з’єднані метиленовими містками (рис. 11)

http://nauka.relis.ru/08/9902/KROV-2.GIF

Рис. 11 nПросторове зображення гемоглобіну

Існують різні порфірини, що nвідрізняються боковими групами пірольних кілець. Гем гемоглобіну, як і nміоглобіну, цитохромів-b і Р-450, nкаталази і пероксидаз – це феропротопорфірин IX (феро – залізо двовалентне). Його ще називають nпротогемом. Відомі ще геми а, с, що містяться в цитохромах. Іон заліза nзв’язаний із 4 атомами азоту пірольних кілець порфірину (2 зв’язки ковалентні nта 2 – донорно-акцепторні). Крім цього, іон заліза поєднаний координаційним nзв’язком з атомом азоту імідазольного кільця залишку гістидину, що входить до nскладу поліпептидного ланцюга глобіну. Додаткова стабілізація зв’язку гему з nглобіном відбувається за рахунок гідрофобних та іонних взаємодій протопорфірину nй амінокислотних радикалів глобіну. До шостого координаційного положення заліза nможуть приєднуватись молекули кисню чи інших лігандів (СО, NO, ціанід-іон). nЗв’язування кисню – процес зворотний і не супроводжується окисненням Fe2+ nдо Fe3

Рис.12 Основні типи nгемоглобінів дорослої людини

 

Глобін є олігомерним білком, що містить n4 поліпептидних ланцюги (2 альфа-ланцюги по 141 амінокислотному залишку і 2 бета-ланцюги по 146 nамінокислотних залишки). Із кожним ланцюгом зв’язаний один гем. Чотири nполіпептидні субодиниці в просторі розміщені у вигляді тетраедра й у щільній nупаковці дають глобулярну молекулу, в якій кожна субодиниця має контакт із nтрьома іншими. Така будова основного гемоглобіну дорослої людини – гемоглобіну nА (рис. 12, 13).

Мінорні гемоглобіни еритроцитів nдорослої людини – гемоглобін А2, що має структуру альфа2 nдельта2, глікозильовані гемоглобіни А1b і НbА. На мінорні Нb припадає 5-10 %. Для еритроцитів плода характерний НbF (фетальний), який складається з двох nальфа-ланцюгів і двох гамма-ланцюгів. В останні тижні вагітності й перші тижні nпісля народження НbF nпоступово замінюється на НbА. Специфічні nвластивості НbF зумовлюють підвищену спорідненість його до О2 і, nтаким чином, перенесення кисню від матері до плода.

 

Рис. 13 nМолекула гемоглобіну

 

У крові людей відкрито приблизно 300 варіантів nгемоглобінів, які утворилися внаслідок мутацій генів. Величезна більшість таких nгемоглобінів містить одиничну амінокислотну заміну в альфа- чи бета-ланцюзі. nРідше зустрічаються аномальні гемоглобіни з делеціями чи вставками амінокислот. Багато з nваріантів гемоглобінів функціонують нормально і не викликають симптомів nзахворювання. Але в деяких випадках структурні аномалії так істотно порушують nфункції гемоглобіну, що спостерігаються клінічні ознаки захворювання. Найбільш поширеним серед аномальних гемоглобінів є nгемоглобін S. У людей – носіїв гена НbS – має місце серпоподібно-клітинна nанемія, яка за механізмом розвитку відноситься до гемолітичних. НbS nвідрізняється від НbА заміною однієї амінокислоти: в 6 положенні бета-ланцюга nглутамінова кислота замінена валіном. Оскільки ці амінокислоти відрізняються за nзарядом і гідрофобністю, заміна проявляється низькою розчинністю НвS у nдезоксиформі (розчинність оксигемоглобіну не знижується). Молекули nдезоксигемоглобіну S асоціюють з утворенням ниток, волокон і пучків волокон, що nзумовлює зміну форми еритроцитів (рис.14). Серпоподібні клітини менш стабільні nй швидко зазнають лізису.

http://medbook.medicina.ru/images/380/132414/r1_21.gif

Рис. 14 nСерпоподібні еритроцити при серповидноклітинній анемії

 

При зменшенні кількості еритроцитів і nзниженні вмісту гемоглобіну виникає анемія. У крові nгомозиготних осіб є тільки НbS і в них розвивається важка анемія, смерть настає nв ранньому дитячому віці. У гетерозигот, що мають в еритроцитах НbS і НbА, nпроявляються тільки слабкі ознаки хвороби. Характерно, що в таких індивідумів nзатримується розвиток в еритроцитах малярійного плазмодія і вони не хворіють на nмалярію або легко переносять її. Ген НbS поширений у малярійних областях. У nдеяких аномальних гемо­глобінів збільшується або зменшується спорідненість до nкисню, що також може призводити до гематологічних захворювань. Крім розглянутих nгемоглобінопатій, зустрічаються спадкові хвороби внаслідок порушення утворення nв рівних кількостях альфа- і бета-ланцюгів або повної відсутності синтезу nодного виду ланцюгів. Ці хвороби називаються таласеміями. Внаслідок дисбалансу nальфа- і бета-ланцюгів надлишкові ланцюги випадають в осад, рівень гемоглобіну nі тривалість життя еритроцитів знижуються. Гомозиготна форма альфа-таласемій nпризводить до смерті ще в період внутрішньоутробного розвитку або незабаром nпісля народження.

 

Синтез гемоглобіну

У клітинах-попередниках еритроцитів n(еритробластах і ретикулоцитах) усі компоненти Нb – альфа-ланцюги, бета-ланцюги і гем – nсинтезуються в збалансованих кількостях. Субстратами для синтезу nпорфіринового циклу гему є гліцин і сукциніл-КоА. При їх взаємодії утворюється гама‑амінолевулінова nкислота (рис. 15)

Рис. 15 Регуляція nсинтезу гемоглобіну

Активність гама-амінолевулінатсинтази, nяка каталізує цю реакцію, гальмується гемом гемоглобіну й іншими nгемопротеїнами. Деякі лікарські препарати і стероїдні гормони індукують синтез nферменту в печінці. Дві молекули гама-амінолевулінової кислоти конденсуються nпід дією гама-амінолевулінатдегідратази з утворенням порфобіліногену, що має nпірольне кільце. Активність ферменту також гальмується за принципом nзворотного зв’язку гемом і гемопротеїнами. Далі чотири молекули порфобіліногену nконденсуються з утворенням лінійної тетрапірольної сполуки, яка переходить у nциклічний уропорфіриноген. Останній через копропорфіриноген перетворюється в nпротопорфірин IX. На останній стадії фермент ферохелатаза включає залізо в nпорфірин і утворюється гем (рис. 16).

http://chem.kcn.ru/science/Katz1/mediator34/mediator41.gifhttp://chem.kcn.ru/science/Katz1/mediator34/heme_coordinated.gif

Рис. 16 Утворення гему

 

Синтез поліпептидних ланцюгів глобіну nвідбувається тільки при наявності гему, який відразу ж зв’язується з білком. nПобічними продуктами синтезу гему є порфірини серії 1.

Зустрічаються спадкові порушення nсинтезу гему – порфірії. Внаслі­док дефектів певних ферментів попередники або nпобічні продукти синтезу гему (уропорфірини, копропорфірини, протопорфірини) nнакопичуються в організмі й виводяться із сечею і калом. У хворих відзначається nпідвищена чутливість шкіри до сонячного опромінення через фотосенсибілізацію порфіринами. nПорфірії поділяють на еритропоетичні й печінкові. При алкоголізмі, отруєнні nсполуками свинцю, гемолітичній хворобі може спостерігатись неспецифічне nпідвищене виведення із сечею порфіринів.

Роль гемоглобіну в nтранспорті кисню

Кров повинна nщоденно переносити від легень до тканин приблизно 600 л кисню (27 моль, 850 г). У розчинному стані nпереноситься незначна кількість кисню, оскільки він малорозчинний у плазмі nкрові (3 мл О2/1 л крові). Гемоглобін при повному насиченні киснем nзв’язує 1,34 мл О2 на 1 г, а звідси 1 л цільної крові зв’язує nприблизно 200 мл О2, тобто майже в 70 разів більше, ніж розчиненого.

Молекула nгемоглобіну, що має 4 геми, зв’язує 4 молекули кисню. Схематично це можна зобразити таким чином:

Унікальною особливістю зв’язування nгемоглобіном кисню є позитивна кооперативна взаємодія між субодиницями, яка nпроявляється в збільшенні спорідненості Нb із кожною наступною молекулою О2, nтобто після приєднання першої молекули О2 кожна наступна молекула nприєднується швидше. Коли О2 зв’язується з атомом заліза гему першої nсубодиниці, її третинна структура змінюється. Ця зміна індукує структурні зміни nінших субодиниць, в яких відразу різко підвищується спорідненість із О2. n

На рис. 17 показані криві насичення nкиснем Нb і білка м’язів міоглобіну, який також nзв’язує О2, але тільки одну молекулу, оскільки містить один гем і nодин поліпептидний ланцюг.

Безымянный

Рис. 17 Залежність насичення киснем міоглобіну (А)та nгемоглобіну (Б) від парціального тиску крові

 

Залежність між nступенем насичення мономерного міоглобіну киснем і парціальним тиском (pО2) nвиражається кривою, що має вигляд простої гіперболи. Це свідчить про відсутність кооперативного характеру зв’язування n(збільшення спорідненості О2 з іншими мономерами міоглобіну). nМіоглобін має набагато більшу спорідненість із киснем, ніж гемоглобін, що дає nйому можливість приєднувати О2, який доставляється в м’язи nгемоглобіном (рис.18). Таким чином, міоглобін пристосований до ефективного nзв’язування, запасання киснем і забезпечення ним процесу тканинного дихання в nм’язовій тканині.

 

Рис. 18 Структура міоглобіну

 

Крива насичення киснем гемоглобіну має S-подібну (сигмоїдну) форму. При nнизькому pО2 n(до 10 мм nрт.ст.) Нb має дуже nмалу спорідненість із О2, а після зв’язування першої молекули О2 nкрива насичення йде різко вгору. При 60мм рт. ст. рівень насичення гемоглобіну киснем досягає n90 %, після чого знову повільно підні­мається до повного насичення. nЗавдяки таким властивостям гемоглобін добре пристосований до зв’язування кисню nв легенях і його звільнення в периферичних тканинах. Рушійною силою перенесення nО2 служить різниця парціального тиску його в повітрі, рідинах і nтканинах орга­нізму. pО2 в альвеолярному повітрі дорівнює n100 мм рт. ст., а у венозній крові – 40 мм рт. ст. Завдяки nградієнту в 60 мм nрт. ст. кисень швидко дифундує через альвеолярну мембрану і в результаті pО2 nартеріальної крові складає близько 95 мм рт. ст. При такому pО2 Нb nнасичується киснем приблизно на 96 %. Якщо ж pО2 альвеолярного повітря nбуде меншим – до 80-70 мм nрт. ст. (наприклад, на висоті), вміст оксигемоглобіну знизиться всього на 1-3 n%.

У міжклітинній nрідині тканин організму pО2 складає 35 мм рт.ст. і менше. Під час nпротікання крові через капіляри оксигемоглобін дисоціює, причому ступінь nдисоціації залежить від інтенсивності окиснювальних процесів у тканинах. Кисень nдифундує з еритроцитів через плазму в міжклітинну рідину, а потім у клітини nтканин, де в мітохондріях перетворюється у воду. У венозній крові в стані nспокою pО2 дорівнює 40мм рт.ст., а венозний гемоглобін насичений киснем nприблизно на 64 %. Таким чином, приблизно одна третина зв’язаного кисню nзвільняється в тканинах (6,5 мл О2 із 100 мл крові). При фізичній nроботі pО2 у м’язах знижується до 25-10 мм рт.ст. і гемоглобін nвіддає більше кисню. Крім того, через працюючий м’яз збільшується кровообіг.

На зв’язування nгемоглобіном О2 впливають, крім pО2, температура, рН, nконцентрація СО2 і 2,3-дифосфогліцерату (ДФГ) (рис. 19 ).

Безымянный

Рис. 19 Криві nзв’язування кисню гемоглобіном

 

Підвищення концентрації Н+ і nСО2 знижує спорідненість гемоглобіну з О2 і навпаки, nсприяє звільненню кисню з оксигемоглобіну. Це явище nназивається ефектом К. Бора. Так само діє підвищення температури і концентрації nв еритроцитах ДФГ. Крива насичення гемоглобіну киснем під дією цих факторів nзміщується вправо (рис. 17.4). ДФГ – проміжний продукт гліколізу – nзнаходиться в еритроцитах і, зв’язуючись з оксигемоглобіном, сприяє дисоціації nкисню. Концентрація ДФГ зростає при підйомах на велику висоту (3-4 км над рівнем моря), а також nпри гіпоксіях, зумовлених патологічними процесами. Збільшення ступеня nдисоціації оксигемоглобіну в тканинах буде компенсувати зниження кількості nкисню, який зв’язуватиметься гемоглобіном у легенях в умовах гіпоксії.

Транспорт nСО2 (діоксиду вуглецю)

СО2 nутворюється в тканинах (основне джерело – реакції окиснювального nдекарбоксилювання альфа-кетокислот у матриксі мітохондрій). За добу у nфізіологічних умовах легенями виводиться 300-600 л СО2 (в nсередньому 480 л nабо 22 моля). pCО22 у міжклітинній рідині складає приблизно 50 мм рт. ст., а в nартеріальній крові – 40 мм nрт. ст. І хоч різ­ниця pCО2 значно менша від аналогічної для О2, nале коефіцієнт дифузії СО2 у 30 разів більший і він швидко дифундує nз тканин через міжклітинну рідину, стінки капілярів у кров. Вміст СО2 nу венозній крові становить 55-60 об. %, а в артеріальній – 50 об. %. Таким nчином, із тканин до легень переноситься 5-10 мл СО2 на кожні 100 мл nкрові. У формі розчиненого в плазмі газу транспортується приблизно 6 %. Основ­на nкількість СО2 переноситься у вигляді гідрокарбонатів, які nутворюються внаслідок гідратації СО2 і дисоціації вугільної кислоти.

Гідратація СО2 – процес дуже nповільний, і тільки в еритроцитах є фер­мент карбоангідраза, який каталізує цю nреакцію. Протони, які звільнюються при дисоціації вугільної кислоти, nзв’язуються специфічними амінокислотними залишками гемоглобіну. Це сприяє nзвільненню кисню з оксигемоглобіну (ефект Бора) в капілярах тканин. Таким nчином, дисоціація оксигемоглобіну в тканинах зумовлюється низьким pО2 nв тканинах, зв’язуванням іонів Н+, а також прямим приєднанням СО2 nдо гемоглобіну.

Уся кількість СО2, nщо утворюється в тканинах за добу, еквівалентна 13000 ммоль Н+/2 л nконц. НСl. Величезна кількість іонів Н+ могла би миттєво знизити рН nкрові й міжклітинної рідини до 1,0, якщо б вони не зв’язувались із nгемоглобіном. Дезоксигемоглобін, на відміну від оксигемоглобіну, є слабкою nкислотою.

Аніони НСО3 nвиходять за градієнтом концентрації з еритроцитів у плазму, а замість них для nзбереження електронейтральності в еритроцити надходять іони Сl.

Коли венозна кров nпотрапляє в капіляри легень, О2 дифундує в ери­троцити, утворюється nоксигемоглобін, що як сильна кислота дисоціює, звільнюючи іони водню. nГідрокарбонати плазми також надходять у еритроцити, взаємодіють із протонами, з nвугільної кислоти під дією карбоангідрази звільняється СО2, який nдифундує в альвеолярне повітря. Переходу СО2 з еритроцитів в nальвеолярний простір сприяють градієнт парціального тиску СО2 і nвисока дифузійна здатність. Схематично процеси, що відбуваються в капілярах nтканин і капілярах легень, зображені на рис. 20

Безымянный

Рис. 20 Схема nперенесення кисню і діоксиду вуглецю з участю гемоглобіну еритроцитів

Як згадувалось вище, гемоглобін nбезпосередньо зв’язує СО2, N‑кінцевою альфа-аміногрупою кожного із 4-х nполіпептидних ланцюгів з утворенням карбгемоглобіну (карбаміногемоглобіну):

Реакція зворотна і nв капілярах тканин внаслідок високого pО2 відбувається зліва nнаправо, а в легенях – у зворотному напрямку. У вигляді карбгемоглобіну nпереноситься незначна кількість СО2, яка зменшує спорідненість його nз О2 і навпаки, зв’язування в легенях гемоглобіном кисню зменшує nспорідненість його із СО2.

Таким чином, nгемоглобін може зв’язувати по 4 молекули О2 чи СО2, nприблизно 4 іони Н+ й 1 молекулу ДФГ. Зміна концентрації будь-якого nз цих 4 лігандів гемоглобіну через зміну кон­формації молекули білка регулює nйого спорідненість з іншими лігандами. Завдяки цьому молекула гемоглобіну nпрекрасно пристосована до здійснення одночасного переносу еритроцитами О2, nСО2 й іонів Н+.

Карбоксигемоглобін, метгемоглобін

Замість кисню до гемоглобіну може nприєднуватись оксид вуглецю (II) з утворенням карбоксигемоглобіну (НвСО). nСпорідненість гемоглобіну людини із СО більше ніж у 200 раз перевищує nспорідненість із О2. Токсичну дію на організм проявляють навіть nневеликі концентрації в повітрі оксиду вуглецю, коли частина гемових груп nгемоглобіну зв’язана із СО, а частина – з О2. Такі молекули nгемоглобіну утримують кисень міцніше, ніж гемоглобін, з яким зв’язані 4 nмолекули кисню. Таким чином, при отруєнні СО гіпоксія зумовлена не тільки nблокуванням частини гемів гемо­глобіну, а й порушенням процесу дезоксигенації nгемів, з якими зв’язані молекули О2.

2+ nгемоглобіну окиснюється до Fе3+ під дією таких агентів (окисників), nяк амілнітрит, анілін, нітробензол, нітрати і нітрити, тіосульфати, фериціанід. nФорма гемоглобіну з Fе3+ називається метгемоглобіном (МеtНb). Він не nприєднує ні О2, ні СО і, таким чином, не може забезпечувати nтранспорт кисню.

Окисно-відновний nпотенціал пари Fе2+/Нb–Fе3+/MetHb при рН 7 дорівнює n+0,17 В, що вказує на можливість автоокиснення гемоглобіну до метгемоглобіну в nсередовищі з високою концентрацією кисню, яким є еритроцит. Дійсно, щоденно в nорганізмі людини 0,5 % усього гемоглобіну перетворюється в метгемоглобін. Але в nеритроцитах міститься фермент метгемоглобінредуктаза, який каталізує nвідновлення метгемоглобіну до гемоглобіну, тому фактично концентрація nметгемоглобіну в крові в нормі невелика. Активність nметгемоглобінредуктази знижена при спадковому захворюванні – сімейній nметгемоглобінемії, головною ознакою якої є ціаноз, виражений різною мірою, що nпов’язано з різною концентрацією метгемоглобіну (від 25 до 45 %). nМетгемоглобінемію спостерігають також у клініці після прийому хворими nсульфаніламідів, фенацетину, саліцилатів. Окиснення гемоглобіну до nметгемоглобіну киснем зумовлює утворення супероксидного аніон-радикала (О2):

Супероксидний радикал, який проявляє токсичну активність, під дією nсупероксиддисмутази перетворюється в Н2О2. Останній nрозпадається під впливом каталази і пероксидаз еритроцитів.

3+ у nметгемоглобіні може взаємодіяти з різними аніонами (ОН, Сl, nСN, S2- й ін.). Токсична дія ціанідів зумовлена nвзаємодією їх із Fе3+ цитохромоксидази і гальмуванням у результаті nтканинного дихання.

Оскільки в nорганізмі міститься значно більше гемоглобіну, ніж цитохромоксидази, як nпротиотруту при отруєнні синильною кислотою і її солями використовують nамілнітрит, нітрит натрію, тіосульфат натрію, які зумовлюють утворення nметгемоглобіну, а потім – ціанметгемоглобіну. Ця сполука не токсична і може nповільно зазнавати подальших перетворень.

 

ВИЗНАЧЕННЯ ГЕМОГЛОБІНУ В КРОВІ

 

Гемоглобін n– головний дихальний пігмент еритроцитів, який відноситься до хромопротеїнів і nзабезпечує тканини киснем, Складається гемоглобін з білка глобіну і гему. nОстанній надає гемоглобіну характерного забарвлення. Приєднання до гему різних nхімічних груп супроводжується зміною забарвлення. На цьому базується визначення nконцентрації гемоглобіну в крові. У здорових людей в крові гемоглобін міститься nу вигляді оксигемоглобіну. Концентрація його становить (12,0-14,0 г/100 мл у жінок, а у чоловіків n13,0-16,0 г/100 мл або 132-164 г/л у міжнародній системі одиниць СІ.

СПЕКТРАЛЬНИЙ АНАЛІЗ nПОХІДНИХ ГЕМОГЛОБІНУ

 

В еритроцитах здорової nлюдини знаходиться оксигемоглобін (НbО2) і “відновлений” гемоглобін n(Нb). В обох випадках зміни валентності заліза не відбувається. Можливим є nутворення ще одного похідного гемоглобіну – карбгемоглобіну, коли гемоглобін nзв’язується із СО2, який приєднується не до гену, а до NH2 – груп гемоглобіну: HbNH2 + CO2 ® HbNHCOO+ H +. Утворення карбогемоглобіну використовується для перенесення nСО2 з тканин. Під впливом токсичних факторів утворюються nпохідні гемоглобіну, в яких двовалентне залізо гемінової групи перетворюється в nтривалентне (метгемоглобін НbОН) або міцно зв’язується з чадним газом n(карбоксигемоглобін НbСО) і не можуть переносити кисень. Щоб встановити, які з nпохідних гемоглобіну циркулюють у крові, застосовують спектральний аналіз.

Принцип методу

При розкладанні білого nсвітла за допомогою спектроскопа утворюється спектр, де кольорові смуги, що nвідповідають випроміненню різної довжини хвилі, розміщуються відповідно до nкольорів “веселки”. Якщо видиме світло проходить через шар забарвленої nречовини, то остання вибірково поглинає промені певної довжини хвилі і nутворюється певний спектр поглинання у вигляді темних смуг. На основі цього nбула побудована шкала, що дає можливість точно визначити положення в спектрі nсмуг різних речовин (рис. 21).

Клініко-діагностичне значення

Зниження nвмісту гемоглобіну в крові характеризує собою анемію, а різку падіння його nнесумісне з життям, як внаслідок кисневого голодування, так і порушення nтканинного обміну. Частіше трапляється зниження вмісту гемоглобіну, різке nпідвищення.

Значне зниження характерне для гострої nкрововтрати, гіпопластичної анемії, гемолітичної анемії настадії гемолітичної nкризи. Збільшення вмісту гемоглобіну в крові можуть спостерігати при еритремії, nсерцевій декомпенсації, мієлопроліферативних захворюваннях.

 

 

spektr2

Рис. 21 nСпектри поглинання: гемоглобіну і його похідних

1–сонячний nспектр, 2–оксигемоглобін, 3–гемоглобін, 4–карбоксигемоглобін, 5–метгемоглобін, n6–гемохромоген (лужний), 7–уробілін (у лужному розчині за наявності хлориду nцинку)

 

 

ПРОБА НА nКАРБОКСИГЕМОГЛОБІН

Принцип nметоду

Присутність nкарбоксигемоглобіну можна виявити за збереженням червоного кольору крові після nдодавання лугу. Нормальна кров при цьому забарвлюється в бурий колір внаслідок nрозкладання оксигемоглобіну і утворення гематину (основи, що відповідає геміну, nу якого аніон кислоти, наприклад хлору, заміщений на гідроксил).

 

Буферні системи крові

Стала концентрація nіонів водню є необхідною умовою життя орга­нізму. Кров має слабколужну реакцію. nрН артеріальної крові дорівнює 7,4, рН венозної крові – 7,35, а рН в nеритроцитах дещо нижча – приблизно 7,2. При зміні рН порушується дія ферментів nі настають інші розлади, що можуть призвести до важких ускладнень і смерті. nВважають, що фізіологічні коливання рН відбуваються в межах 0,05-0,07. nСтабільність рН крові підтримується буферними системами (гемоглобіновою, nгідрокарбонатною, фосфатною) і білками плазми. Найсильнішою є гемоглобінова система, nчастка якої складає 75 % усієї буферної ємності крові.

Гемоглобінова буферна система складається з nоксигемоглобіну (кислої й основної форми) і дезоксигемоглобіну (кислої й nосновної форми). Гемоглобін, як і інші білки, містить залишки амінокислот, nякі можуть зв’язувати та звільняти іони Н+ (зокрема залишки nгістидину). Константа дисоціації іоногенних груп гемоглобіну змінюється залежно nвід його насичення киснем. рКа для ННbО2 складає 6,62, а для ННb – n8,18. Таким чином, оксигемоглобін є сильною кислотою, а дезоксигемоглобін – nдуже слабкою, слабкішою за вугільну. При рН, що дорівнює значенню рН крові, nоксигемоглобін знаходиться у формі основи НbО2, а nдезоксигемоглобін – у кислій формі ННb:

Буферна дія nгемоглобіну поєднана з транспортом О2 і СО2. Як роз­глянуто nвище, в капілярах тканин підвищена концентрація іонів Н+, ви­кликана nдифузією і гідратацією СО2, нейтралізується завдяки утворенню кислої nформи дезоксигемоглобіну:

 

Процес може бути і nне пов’язаний із звільненням кисню, але він здійснюється швидше і більш nефективно компенсує зміну рН, якщо одночасно відбувається дезоксигенація.

У капілярах легень nоксигемоглобін як сильна кислота витісняє з гідрокарбонатів вугільну кислоту, nяка швидко розпадається на СО2 і Н2О. Таким чином, nгемоглобін попереджує підлужування крові після звільнення з неї вуглекислоти:

Гідрокарбонатна буферна система (НСО32СО3) nефективно функціонує при рН біля 7,4. Вугільна кислота виконує функцію донора протона, nа гідрокарбонат-іон НСО3 – акцептора протона. Концентрація nнедисоційованих молекул Н2СО3 в крові незначна і залежить nвід концентрації розчиненого СО2, а остання – від парціального тиску nСО2 в альвеолярній газовій суміші.

Безымянный

При рН крові, nрівному 7,4, відношення концентрації НСО32СО3 nдорівнює 20:1. При надходженні в кров кислих продуктів іони Н+ nвзаємодіють із гідрокарбонатами, утворюється надлишок вугільної кислоти, яка nрозпадається. СО2 переходить у газову фазу в легенях і видихається з nорганізму. Це зумовлює повернення НСО32СО3 nдо норми (20:1), а отже і до відновлення рН 7,4. І навпаки, коли в плазму крові nпотрапляє якась кількість лужних речовин і рН підвищується, іони ОН nвзаємодіють із вугільною кислотою, яка переходить у гідрокарбонат-іон НСО3. nЦе викликає розчинення в плазмі крові додаткової кількості СО2, що nміститься в газовому просторі легень. Концентрація Н2СО3 nу плазмі зростає до нормального співвідношення. Гідрокарбонатна буферна система nфункціонує спільно з гемоглобіновою. Між обома системами встановлюється nрівновага і вони спільно забезпечують підтримання сталості рН крові.

Фосфатна буферна система складається з іонів Н2РО4 nі НРО42-. Спряжена кислотно-основна пара Н2РО4–НРО42- nмає рК 6,86, тому ця система служить буфером у межах рН 6,1-7,7. Значення її для nкрові незначне, оскільки вміст фосфатів у крові малий. Важливу роль фосфатна nбуферна система відіграє в підтримці сталості рН внутрішньоклітинної рідини, що nзнаходиться в межах 6,9-7,4.

Білки плазми проявляють буферну дію завдяки nнаявності іоногенних залишків амінокислот. Вклад їх у буферну ємність крові nнезначний.

Буферні системи nскладають першу лінію захисту від зміни рН. Додаткові можливості забезпечують nдіяльність легень і нирок, які усувають з організму СО2, кислі й nлужні продукти. Так, при зниженні рН дихання стимулюється, що призводить до nвиведення з організму надлишку СО2 і навпаки, при підвищенні рН nчастота дихання знижується для зменшення виділення СО2 легенями. nЧастота і глибина дихання регулюються дихальним центром, який чутливий до рН і nрСО2 позаклітинної рідини. Нирки при зниженні рН крові виділяють із nсечею NаН2РО4, солі амонію (NН4+), nслабкі кислоти в недисоційованій формі. При підвищенні рН крові нирки nзбільшують виведення Nа2НРО4, NаНСО3. Якщо nбуферні системи та механізми дихальної і ниркової регуляції рН не компенсують nвідхилень за межі фізіологічної норми, настають порушення кислотно-основної nрівноваги – ацидоз чи алкалоз. Залежно від механізмів розвитку порушень nрозрізняють дихальний чи метаболічний алкалоз або ацидоз. При гіпервентиляції nлегень знижується концентрація Н2СО3 в організмі n(гіпокапнія), підвищується рН крові, стан називається дихальним алкалозом. Для компенсації nнирки виділяють лужну сечу. Гіповентиляція легень (наприклад, при запаленні, nнабряку легень, бронхіальній астмі) зумовлює збільшення вмісту СО2 в nкрові (гіперкапнія), зниження рН, підвищене виведення із сечею кислих nпродуктів. Стан називається дихальним ацидозом.

Метаболічний ацидоз виникає при значному збільшенні вмісту в крові nкетонових тіл (цукровий діабет, голодування), молочної кислоти (гіпоксія nм’язів), втраті секретів підшлункової залози і кишечника при діареї. У крові nзнижується концентрація НСО3 і Н2СО3, nзростає виведення із сечею кислих продуктів і солей амонію. Метаболічний nалкалоз настає внаслідок великої втрати іонів водню при тривалому блюванні чи nпідвищеній затримці в організмі гідрокарбонатів під впливом мінералокортикоїдів.

У клінічній практиці визначають nпоказники кислотно-лужної рівноваги: рН крові й сечі, концентрацію в плазмі nіона гідрокарбонату, парціальний тиск СО2 в крові, надлишок буферних nоснов цільної крові чи плазми (лужний резерв). Останній показник nз’ясовує, скільки ммоль основ можна додати до даної проби крові чи забрати від nнеї, щоб її рН при рСО2, рівному 40 мм рт. ст. і температурі n37 °С досягло значення 7,4.

ПЛАЗМА КРОВІ

Плазма крові nмістить 90-91 % води і 9-10 % сухого залишку, а саме 7‑8 % білка, nприблизно 1 % різноманітних небілкових органічних речовин і 0,9% – неорганічних nсолей. У табл. 17.1, 17.2  наведені nконцентрації основних органічних і неорганічних компонентів плазми крові. У nфізіологічних умовах вміст їх коливається в певних межах, які називаються n”нормальними”, чи “фізіологічними”. Відносно постійний nрівень основних компонентів крові підтримується за допомогою регуляторних nсистем (ЦНС, гормональна система). За багатьох патологічних процесів nвідзначаються більші чи менші зрушення в хімічному складі крові.

Білки плазми крові

Загальна кількість nбілків, що виявлені в плазмі крові, зараз становить понад 200. Для розділення nїх використовують різні фізико-хімічні методи. Методом електрофорезу в простих nйого варіантах білки плазми поділяються на п’ять фракцій: альбумін, альфа1-глобуліни, альфа2-глобуліни, бета-глобуліни і гама-глобуліни. При nімуноелектрофорезі білки розділяються не тільки за електрофоретичною nрухливістю, але і за імунними властивостями. Цим методом можна отримати понад n30 білкових фракцій (табл. 5, 6, 7).

Таблиця 5 Високомолекулярні компоненти плазми крові

Білкові фракції. Які nотримують за допомогою електрофорезу (кількісно)

n

Фракції

Концентрація

Відносний вміст

Альбуміни

38-50 г/л

0,50-0,62

a1-глобуліни

1.4-3,0 г/л

0,01-0,05

a2-глобуліни

5,6-9,1 г/л

0,07-0,13

b-глобуліни

5,4-9,1 г/л

0,09-0,15

g-глобуліни

9,1-14,7 г/л

0,14-0,22

Загальний білок

65-85 г/л

1,00

 

Таблиця 6. Білкові фракції, які отримують за nдопомогоюімуноелектрофорезу на агаровому гелі (кількість визначають nімунохімічно)

n

Білок

Концентрація

Кислий альфа1-глікопротеїд

 

0,20-0,40 г/л

Альфа1-антитрипсин

 

2,00-4,00 г/л

Церулоплазмін

 

0,15-0,60 г/л

Cu2+

16,0-31,0 мкмоль/л

 

Гаптоглобн

 

1,00-4,00 г/л

Альфа2-макроглобулін

 

2,5-3,5 г/л

Трансферин

 

2,5-4,1 г/л

Fe2+

11,0-27,0 мкмоль/л

 

Фібриноген

 

2,00-4,00 г/л

Імуноглобуліни

 

 

IgG

 

8,00-18,0 г/л

IgA

 

1,00-4,00 г/л

IgM

 

0,60-2,80 г/л

IgD

 

0,00-0,15 г/л

IgE

 

до 5´10-4г/л

 

Таблиця 7. Ферменти

n

Назва

Скорочення

К.Ф.

Активність в сироватці

Лактатдегідрогеназа

ЛДГ

1.1.1.27.

до 4,00 мккат/л

Аспартатамінотрансфераза

АсАТ

2.6.1.1.

до 0,33 мккат/л

Аланінамінотрансфераза

АлАТ

2.6.1.2.

до 0,25 мккат/л

Лужна фосфатаза

ЛФ

3.1.3.1.

до 2,5 мккат/л

Кисла фосфатаза

КФ

3.1.3.2.

до 0,18 мккат/л

Креатинкіназа

КК

2.7.3.2.

до 1.83 мккат/л

Холінестераза

ХЕ

3.1.1.8.

до 30,00-50,00 мккат/л

Глутаматдегідрогеназа

ГДГ

1.4.1.3.

до 0,07 мккат/л

g-глутамілтрансфераза

ГТФ

2.3.2.2.

до 1,77 мккат/л

 

Електрофоретичний аналіз дозволяє nвстановити ряд спадкових змін деяких індивідуальних білків плазми. Часто ці nзміни зумовлюють розвиток захворювань.

 

Альбумін

Більша частина білків плазми припадає nна альбумін (55-60 %). Він має порівняно невисоку молекулярну масу (за даними nрізних авторів, молекулярна маса альбумінів знаходиться в межах від 55 т. до 70 nт. Da) і менші розміри молекул (13×3 nнм), ніж глобуліни і фібриноген. Синтезується альбумін плазми крові в печінці (10-15 г за добу). Його основні nфункції:

1) підтримання осмотичного тиску крові, а отже, участь у регуляції nрозподілу води між кров’ю і міжклітинним простором;

2) транспортна;

3) детоксикуюча.

Осмотичний тиск nкрові підтримується на стабільному рівні (приблизно 7,7-8,1 атм. Або виражений nяк осмолярність – 285±10 ммоль/л). Його величина визначається, головним чином, nконцентрацією електролітів, а також глюкози, сечовини, амінокислот і білків. nЧастина осмотичного тиску крові, що забезпечується білками, називається nколоїдно-осмотичним, або онкотичним. Вона складає тільки 0,03-0,04 атм., тобто nприблизно 0,5 % загального осмотичного тиску, що зумовлено дуже малою кількістю nв плазмі макромолекул білка порівняно з числом іонів електролітів. Але, nнезважаючи на малу величину, онкотичний тиск має вирішальне значення в регуляції nрозподілу води між плазмою і міжклітинною рідиною. Основну роль серед білків плазми в підтриманні онкотичного тиску nвідіграє асса альбумін. Його вклад в онкотичний тиск плазми складає 75-80 %. Це nзумовлено рядом факторів. По-перше, концентрація альбуміну в плазмі більша, ніж nінших білків. По-друге, серед основних білків плазми він має найменшу nмолекулярну асса, а чим більша молекулярна асса білка, тим менший осмотичний nтиск білкового розчину. По-третє, альбумін містить велику кількість залишків дикарбонових nамінокислот, які дисоціюють при рН крові й зумовлюють значний негативний заряд nмолекули (рівний 18). Оскільки молекули білків не проникають через nендотелій капілярів, іони електролітів розподіляються по обидва боки мембрани nтаким чином, що негативний заряд альбуміну компенсується більшою концентрацією nкатіонів і меншою концентрацією аніонів у плазмі порівняно з концентрацією їх у nміжклітинній рідині (наслідок ефекту рівноваги Гібса-Донана).

На поверхні nмолекул альбуміну зв’язується велика кількість гідратованих іонів Nа+. nТаким чином, ефективний онкотичний тиск білків плазми, основним чином nальбуміну, забезпечує утримання води плазмою. Недостатність альбуміну nпроявляється втратою здатності зв’язувати воду, яка переходить із крові в nміжклітинну рідину. Так, при зниженні вмісту альбуміну в плазмі внаслідок nзменшення синтезу його в печінці (при білковому голодуванні, ураженнях ШКТ, nзахворюваннях печінки) чи виділенні із сечею, що спостерігається при nзахворюваннях нирок, зменшується осмотичний тиск крові, рідина виходить із nсудин у міжклітинний простір, розвиваються набряки. Зустрічається спадкова nанальбумінемія, яка характеризується зниженим вмістом чи повною відсутністю nальбуміну в плазмі й розвитком набряків.

Збільшення проникності ендотелію nкапілярів для білків плазми при ряді патологічних процесів (травми, опіки) nпризводить до переходу в міжклітинний простір великих об’ємів рідини, що nмістить альбумін. Якщо збільшення проникності капілярів настає швидко, то об’єм nкрові різко зменшується, падає кров’яний тиск, порушується мікроциркуляція, nзнижується постачання крові, розвивається тканинна гіпоксія. Такий стан nназивається шоком.

Друга важлива функція альбуміну – транспортна – зумовлена здатністю білка nзв’язувати ряд речовин, погано розчинних у воді. Альбумін бере участь у nперенесенні вільних жирних кислот із жирової тканини (рис. 22), білірубіну, nстероїдних гормонів, іонів металів, а також багатьох лікарських речовин. nЗв’язуються ці ліганди різними ділянками молекули альбуміну. Він зумовлює також nдетоксикуючу функцію крові.

 

http://www.apteka-ifk.ru/img/_big_foto/308.jpg

Рис. 22 Розчин альбуміну nдля в/в введення

 

Глобуліни

Електрофоретичними nметодами отримують фракції альфа1-, альфа2-, бета– і гама‑глобулінів. nКожна з фракцій включає велику кількість індивідуальних білків. 75-90 % альфа-глобулінів і 50% бета-глобулінів nсинтезуються гепатоцитами. Глобуліни альфа– і бета– є транспортними nбілками: ретинолзв’язаний білок переносить вітамін А, тироксинзв’язаний білок – nтироксин, транскортин – переносник гормонів кортизолу і кортикостерону, церулоплазмін – nіонів міді, трансферин – іонів заліза. Інгібіторами протеолітичних ферментів є альфа1-антитрипсин, альфа2-макроглобулін, nінтер-альфа-трипсиновий nінгібітор. Глобуліни гаптоглобіни і гемопексин попереджують втрату гемового nзаліза із сечею. Зокрема, гаптоглобіни (фракція альфа2-глобулінів) зв’язуються з розчиненим у плазмі nгемоглобіном і комплекси їх захоплюються ретикулоендотеліальними клітинами, де nрозщеплюються. Аналогічно комплекс гемопексину (фракція бета-глобулінів) і nгему захоплюється печінкою. Звільнене залізо використовується повторно. ЛПВГ nабо альфа – ЛП переміщуються nпід час електрофорезу разом із альфа-глобулінами; ЛПНГ nабо бета-ЛП – разом із бета-глобулінами; nЛПДНГ або пре – бета – ЛП – між альфа– і бета– ліпопротеїнами; nхіломікрони не переміщуються в електричному полі й залишаються на місці старту.

Фракція гама-глобулінів nмістить, головним чином, антитіла (імуноглобуліни). Синтезуються імуноглобуліни nВ-лімфоцитами. Кількість індивідуальних імуноглобулінів, що відрізняються за nпервинною структурою, надзвичайно велика. Так, в організмі однієї людини може nсинтезуватись до 107 різних антитіл. До фракції імуноглобулінів nвідносяться і патологічні білки, які синтезуються при мієломній хворобі nспецифічними клітинами антитілоутворюючої системи і з’являються у великій nкількості в плазмі хворих. Ці мієломні глобуліни є фрагментами імуноглобулінів nі можуть фільтруватись у нирках та виділятись із сечею. Їх ще називають білком nБенс-Джонса. Його характерною властивістю є випадання в осад у кислому nсередовищі при 50-60 °С і повторне розчинення при вищій температурі.

У плазмі крові nнаявні різні ферменти, зокрема протеолітичні. За походженням вони бувають nпечінкові, шлунково-кишкові та тканинні. Протеїнази в плазмі крові відіграють nроль факторів згортання крові, фібринолізу, кінінової системи, комплементу, nренін-ангіотензинової системи.

За патологічних nстанів у кров надходять протеази з тканин, так звані тканинні катепсини.

 

Протеїнази й антипротеїнази nплазми крові

У плазмі крові nвідкрито приблизно 200 різних білків. Серед них особлива роль належить nпротеїназам і антипротеїназам. Як відомо, протеїнази викликають гідроліз nпептидних зв’язків у молекулах білків і пептидів. За походженням вони бувають nшлунково-кишкові, власне кров’яні та тканинні. Останні називаються ще nкатепсинами. До шлунково-кишкових відносяться: пепсин, гастриксин, трипсин, nхімотрипсин, еластаза, ентеропептидаза, карбоксипептидази, амінопептидази, nдипептидази. Усі вони беруть участь у травленні харчових білків. Певна їх nкількість шляхом піноцитозу надходить у кров і там проявляє свою дію.

Внутрішньоклітинні протеїнази (катепсини), що локалізуються переважно в nлізосомах, здійснюють внутрішньоклітинний розпад тканинних білків. Завдяки nцьому вони виконують важливу регуляторну функцію: утворюють та інактивують nферменти, гормони, біологічно активні білки і пептиди. Оптимум дії катепсинів nзнаходиться в кислому середовищі (рН 5-6 і нижче). Ряд фізіологічних і nпатологічних станів супроводжується руйнуванням лізосомальних мембран і виходом nкатепсинів у цитозоль клітини. Як наслідок настає підвищення протеолітичної nактивності тканин. Катепсини беруть участь у патогенезі автоімунних захворювань nі, можливо, утворюють автоантигени.

Ряд протеїназ nкрові відіграє роль факторів згортання крові, фібринолізу, а також кінінової та nренін-ангіотензинової систем. Зрозуміло, що дія цих ферментів мусить nзнаходитись під постійним контролем. У цьому плані велике значення мають їх nінгібітори – антипротеази. Сироватка крові проявляє потужний антипротеазний nвплив. Нормальний перебіг перерахованих вище протеолітичних процесів можливий nтільки завдяки відрегульованому співвідношенню системи n”протеаза-антипротеаза”. Зміни співвідношення між цими системами nобов’язково викликають патологічні реакції. Загальна антипротеїназна активність nсироватки крові визначається чотирма інгібіторами трипсину: nальфа-1-антитрипсин, альфа-2-макроглобулін, інтер-альфа-інгібітор трипсину і nтермокислотостабільний інгібітор. За природою всі вони є глікопротеїнами, що nмістять до 20-35 % вуглеводів. В основі інгібуючої дії антипротеїназ nзнаходиться їх здатність утворювати стійкі комплекси з протеазами, внаслідок nчого останні втрачають свою активність. Найбільший несок в антипротеазну nактивність сироватки крові вносить альфа-1-антитрипсин (більше 90 %). Він nінгібує дію трипсину, хімотрипсину, плазміну, калікреїну і еластази. nСинтезується гепатоцитами й знаходиться, крім сироватки крові, в бронхіальному nі назальному секретах, спинномозковій рідині й дуоденальному вмісті. На nелектрофореграмі сироватки крові альфа-1-антитрипсин розміщується у фракції nальфа-1-глобулінів. Концентрація його в крові складає 2-4 г/л. Фізіологічне nпризначення альфа-1-антитрипсину зводиться до захисту організму від дії nпротеолітичних ферментів ендогенного й екзогенного походження, тобто від nпротеїназ крові, тканин, бактерій, грибків.

Альфа-2-макроглобулін nє другим за значенням компонентом антипротеазної системи крові. Його частка в nантипротеазній системі крові становить приблизно 10 %. Під час електрофорезу nвін мігрує разом з альфа-2-глобулінами. Вміст у сироватці крові складає 1,5-4,2 nг/л. Альфа-2-макроглобулін здійснює регуляцію (знижує активність) згортальної, nфібринолітичної і калікреїнової систем крові. Крім того, йому притаманна nздатність розкладати низькомолекулярні токсичні пептиди бактеріального nпоходження і тим самим захищати організм.

Інгібітором nхімотрипсину є альфа-1-антихімотрипсин. У сироватці крові його вміст складає n0,1-0,35 г/л. До антипротеаз крові відноситься ще й антитромбін III, який nвідповідає на 75 % за антитромбінову активність сироватки крові. Він має nздатність швидко зв’язуватись із трипсином і плазміном, що призводить до втрати nїх протеолітичної активності. Вміст антитромбіну III в плазмі крові становить n0,3-0,4 г/л.

Підвищення nактивності протеїназ крові має значення для діагностики і лікування nзахворювань, пов’язаних із руйнуванням клітин і виходом у кров лізосомальних nферментів. Прикладом може служити гострий панкреатит, що супроводжується nрозпадом тканини та виходом у кров трипсину, який у нормі секретується у nдванадцятипалу кишку. Збільшення вмісту трипсину в крові на тлі одночасного nзниження активності альфа-2-макроглобуліну є небезпечним для організму, бо nсупроводжується активацією протеолізу, який призводить до пошкодження клітин і nбілків плазми крові, активації згортальної, фібринолітичної та кінінової nсистем. Одночасно спостерігається підвищення активності амілази і ліпази nпідшлункової залози. За таких ситуацій виникає необхідність термінового nзастосування інгібіторів протеаз – трасилолу і контрикалу.

Інфаркт міокарда nвикликає в сироватці крові підвищення активності лізосомальних протеаз, nособливо катепсину D, рівень якого залежить від ступеня ураження. Збільшення nактивності протеаз у сироватці крові спостерігається при ревматизмі та інших nколагенозах, при гострих запальних захворюваннях, опіковій хворобі, хірургічних nвтручаннях. Але в усіх цих випадках, що супроводжують деструкцію тканин, у nсироватці крові зростає й активність антипротеаз. Винятком є хронічні nнеспецифічні захворювання легень, бронхіальна астма, опікова хвороба, при яких nантипротеазна активність знижена. Спадкова недостатність альфа-1-анти­трипсину nсупроводжує неспецифічні захворювання легень у дорослих і цироз печінки в дітей nта юнаків. Із сказаного випливає доцільність визначення вмісту інгібіторів nпротеаз як критеріїв характеристики прогнозу різних захворювань та ефективності nзастосованої терапії. Про активність трипсину говорять на основі вивчення nгідролізу трипсином казеїну з наступним осадженням білків і визначенням у безбілковому nнадосаді вмісту тирозину.

Антипротеазну активність визначають ензиматичними nметодами, що грунтуються на спектрофотометричному вимірюванні інгібуючого nвпливу сироватки крові на гідроліз трипсином синтетичних субстратів.

 

Основні ферменти, які nвикористовуються в клінічній діагностиці

Аспартатамінотрансфераза (ACT) Аланінамінотрансфераза (АЛТ)

Клінічне значення визначення концентрації амінотрансфераз.

Підвищення активності nамінотрансфераз відзначено при ряді патологічних процесів, в які залучена печінка. Активність AсАT і АлАТ nпідвищена при гострому панкреатиті, холециститі, паразитарних захворюваннях, псоріазі, опіках, застосуванні nпропіонлактона як противірусного засобу, перевантаження організму залізом, гепатобіліарній nпатології. Збільшення активності амінотрансфераз можна відзначити і у здорових nлюдей при дієті, багатої білком або яка містить 25-30% сахарози, а також у nдонорів. Активність ACT в крові зростає при туберкульозі nлегень, септицемії, герпетичної інфекції, вірусному гепатиті, пухлинах. Активність ACT знижується при малярії і вагітності, nне змінюється при емболії легеневої артерії, пневмоніях, абсцесах nлегені, ревматоїдному артриті. Збільшення активності АЛТ відзначено у пацієнтів nпри терапії деякими лікарськими засобами, особливо антибіотиками, nгіполіпідемічними препаратами, кетоацидозі, азотемії. У гострому періоді nінфаркту міокарда підвищення активності ACT – достовірний діагностичний тест. У nтой же час активність ACT підвищена в значно меншому ступені, ніж активність КК nабо ЛДГ. Клініко-морфологічні дослідження показали, що динаміку активності ACT nможна використовувати для розрахунку обсягу ураження при інфаркті міокарда при nневеликих осередках некрозу міоцитів настільки ж вірогідно, як і на підставі nактивності КК. Запропоновано використовувати підвищення активності ACT в nсироватці крові як прогностичний тест при гострому лейкозі.

Амілаза

Клінічне значення nвизначення активності амілази в сироватці крові. Визначення активності α-амілази nв сироватці крові – найбільш поширений тест діагностики гострого панкреатиту. nПри гострому панкреатиті активність ферменту в сироватці крові зростає через n3-12 год після больового нападу, досягає максимуму через 20-30 годин і nповертається до норми за сприятливого перебігу в межах чотирьох днів. nАктивність α-амілази (діастази) в сечі зростає через 6-10 годин після nпідйому активності в сироватці і повертається до норми найчастіше через три дні nпісля підйому. В даний час широко відомо, що збільшення загальної активності nα-амілази неспецифічно для панкреатиту та інших захворювань підшлункової nзалози. Клінічні дослідження показали, що підвищення активності α-амілази nвідбувається при ряді захворювань, до яких відносять кишкову непрохідність, nзахворювання жовчних шляхів, апендицит, паротит, позаматкову вагітність. Чутливість і nспецифічність визначення α-амілази при діагностиці гострого панкреатиту nзростають при зміні кордонів нормальних значень (дискримінаційний nрівень норми і патології – актівность1 ,5-2 рази перевищує верхні межі норми). У цьому nвипадку визначення активності α-амілази найбільш інформативні nдобу розвитку гострого панкреатиту.

Гама-глутамілтранспептидаза

Клінічне значення визначення концентрації ГГТ у сироватці nкрові

Найбільш часта причина nпідвищення активності ГГТ у сироватці крові – патологія печінки. Слабка nтоксична дія на печінку, що викликає жирову інфільтрацію, прийом алкоголю і nлікарських препаратів супроводжуються помірним збільшенням активності ГГТ. nБільш виражене підвищення активності ферменту пов’язано з позапечінковою і nвнутрішньопечінковою обструкцією, вторинним залученням печінки в онкологічні процеси організму шляхом nметастазування. Найвища активність ГГТ у сироватці крові відмічена при nзакупорці жовчної протоки або злоякісних пухлинах, прямо або опосередковано nвражаючих печінку.

При відсутності жовтяниці визначення ГГТ – nчутливий тест для виявлення патології печінки; клінічна чутливість вище, ніж у nтаких ферментів, як ЛФ і 5-нуклеотидази. При онкологічних захворюваннях nнормальна активність ГГТ у сироватці крові свідчить про відсутність метастазів у nпечінці, тоді як висока активність ГГТ (у 12 разів і більше вище норми) служить nіндикатором nураження печінки метастазами. При гострому вірусному гепатиті багаторазове nдослідження активності ГГТ дозволяє стежити за перебігом хвороби: постійно nзбільшена активність ГГТ вказує на розвиток хронічної форми захворювання. При збільшенні nактивності ЛФ і труднощі визначення її ізоферментів корисно визначати nактивність ГГТ для ідентифікації можливого джерела гіперферментемії: активність nГГТ залишається в межах норми, якщо збільшення активності ЛФ викликано nкістковим ізоферментом, і збільшена, коли фермент утворюється в печінці. nПрисутня в сечі ГГТ має ниркове походження: фермент виділяється в сечу із nзруйнованих клітин проксимальних відділів канальців, які містять ГГТ у високій nконцентрації.

Креатінкіназа (КК)

Клінічне значення визначення активності КК та її nізоферментів.

Підвищення активності КК nу крові може бути наслідком травми, переохолодження або перегрівання, голодування і nбактеріальної інтоксикації, дегідратації, ураження електричним струмом. Підвищена nактивність КК-МВ відзначена при м’язової дистрофії різної етіології, ішемічному nрабдоміолізі з міоглобінурією, отруєння nчадним газом. Активність КК-МВ підвищувалася, більш ніж на порядок nперевищуючи норму, у хворих на гострий перикардит. Досвід застосування nізоферментної діагностики в блоці інтенсивної терапії показав, що підвищення в nкрові активності КК-МВ може відбуватися при вираженій недостатності кровообігу, nкатетеризації серця, набряку легень, аритміях, кардіогенному шоці, алкогольної інтоксикації, nкровотечі з шлунково-кишкового тракту, травматичної епілепсії, травмі грудної nклітки. Активність КК-МВ підвищена в крові пацієнтів при синдромі шоку, nрозвиненому при анемії, nгіперкапнії, гіпоксемії, молочнокислом ацидозі, вираженої гіпотонії. Однак nтільки в рідкісних випадках у зазначених ситуаціях активність КК-МВ nна 6% перевищувала активність КК. Враховуючи можливості неспецифічного nпідвищення активності КК-МВ, треба пам’ятати і про можливість пропустити nневеликий інфаркт міокарда. У хворих з гіпертрофією міокарда активність КК-МВ у nперіод інфаркту може досягати 1/3 активності КК. Підвищення активності КК у nсироватці крові може бути обумовлено збільшенням активності ізоферменту КК-ММ. nАктивність КК-ММ в сироватці крові підвищується при прогресуючій м’язовій nдистрофії, дерматомиозите, поліміозиті, інфаркті міокарда, гіпотиреозі, деяких nзахворюваннях нервової системи. Активність КК-ММ збільшується також після nфізичного навантаження, внутрішньом’язових ін’єкцій, хірургічних операцій. При nм’язової дистрофії типу Дюшена (спадковому, пов’язаному зі статтю рецессивному nзахворюванні) активність КК-ММ збільшується в 8-90 разів у порівнянні з нормою, nактивність ізоферменту збільшена також у носіїв цього гена. Активність КК-ВР у nкрові відзначали під час аортокоронарного шунтування. Вважають, що активність nКК-ВВ може бути тестом аноксії тканин. Активність КК-ВР у крові може також бути nнаслідком гіпоксичного пошкодження мозку, особливо в умовах перинатальної nгіпоксії. Активність КК-ВВ збільшена у 53% новонароджених з асфіксією. КК-ВВ nприсутній у гладкій мускулатурі, але не визначається в сироватці крові осіб з nдоброякісними захворюваннями цих тканин. Одним з можливих пояснень підвищення nактивності КК-ВР у крові при судинних операціях служить припущення, що стінки вен, як, втім, і nаорти, містять тільки одну ізоформу КК, а саме КК-ВВ. Активність ізоферменту КК-ВВ може бути підвищена в nкрові при раку передміхурової залози, дрібноклітинному раку легені, nаденокарциномі шлунка, лейкозах, nхронічній ниркової недостатності, передозуванні міорелаксантів. Метастазування nраку передміхурової залози супроводжується особливо високими цифрами активності nКК-ВР у крові. Дослідники сходяться на думці, що активність КК-ВВ може бути nвикористана як неспецифічний маркер пухлинного процесу. У ряді випадків при nінфаркті міокарда, а іноді і в його відсутність висока активність КК nзберігається невизначено довго. Після поділу при ЕФ фракцій КК на nелектрофореграмі стають видимими смуги, що не відповідають положенню nсмуг КК-ММ, КК-МВ та КК-ВВ, і можна відзначити наявність ізоформ КК, що nрухаються до катода, що з білків сироватки крові властиво імуноглобулінам. У nхворих метастатичним раком передміхурової залози виділено ізофермент КК, nмігруючий між КК-МВ та КК-ВВ.

Лактатдегідрогеназа (ЛДГ)

Клінічне значення визначення активності ЛДГ

Активність ЛДГ у nсироватці крові підвищується при багатьох патологічних станах, тому для диференціальної nдіагностики захворювань більш доцільно дослідити зміни спектру ізоферментів nЛДГ. В даний час накопичено велику кількість даних про розподіл ізоферментів nЛДГ у тканинах і про зміну спектру ізоферментів ЛДГ у сироватці крові при nрізних захворюваннях. Ізоферментний спектр скелетної мускулатури показує nпереважання ЛДГ 5. При м’язової дистрофії відзначені збільшення nбільш рухливих ізоферментів ЛДГ і зниження активності ЛДГ 5, що характерно і для багатьох nнейром’язових захворювань. Причиною зміни спектру ізоферментів може бути швидке nвидалення малорухомих ізоферментів з циркуляції. Активність ЛДГ 5 в nсироватці крові – чутливий індикатор гепатоцелюлярного пошкодження, збільшення nйого активності зазвичай спостерігають при гепатиті, гіпоксії печінки n(включаючи застій крові в печінці внаслідок серцевої недостатності), лікарської nінтоксикації, цирозі, пухлинах і травмі. Активність ЛДГ у сироватці крові не nпідвищується при хронічних захворюваннях нирок і уремії, але іноді зростає nпісля гемодіалізу або плазмаферезу, що може бути пояснено видаленням з крові nінгібіторів (сечовина, оксалати). Загальна активність ЛДГ при інфаркті міокарда nнайбільш значно підвищується протягом перших 2 діб після нападу стенокардії і nдо вихідного рівня знижується повільно, протягом 14-16 днів, епізодичне nпідвищення ЛДГ можна відзначити і в більш пізні терміни. Активність ЛДГ схильна nгормонального впливу. Великі дози тироксину знижували синтез ферменту, при nцьому в більшій мірі зазначено інгібування синтезу субодиниці М. Норадреналін і nадреналін викликають збільшення загальної активності ЛДГ з переважанням nактивності ЛДГ 1, і ЛДГ 2. Активність ферменту в крові nзростає при дії анаболічних стероїдів і етанолу, а також ряду медикаментозних nпрепаратів – клофібрату, кофеїну, nсульфаніламідів та ін Спектр ізоферментів ЛДГ може мінятися при неопластичних nпроцесах. У таких випадках його важко інтерпретувати, тому що джерелом nізоферментів ЛДГ служить не тільки неопластичних тканину, але й тканини, nруйновані метастазами. Однак ізоферментний спектр транссудату при пухлинному nураженні схожий з таким сироватки крові, тоді як в запальних ексудатах nпереважає активність ЛДГ 1 і ЛДГ 2. Для ЛДГ, як і для nінших ферментів, при пухлинному процесі характерний синтез ізоферментів, властивих nембріональним тканинам. Недиференційовані ембріональні тканини мають спектр nізоферментів ЛДГ, в якому переважають ЛДГ 2 і ЛДГ 3, а nтакож ЛДГ 4. У злоякісних пухлинах виявлено три види розподілу nізоферментів ЛДГ. Збільшення вмісту ЛДГ 4 і ЛДГ 5 nвиявлено при пухлинах передміхурової залози, матки, молочних залоз, шлунка, nтовстої кишки, сечового міхура та деяких типах пухлин мозку. У хворих на nлейкоз, злоякісної лімфомою, нейробластомою, феохромоцитомою, nа також при пухлинах порожнини рота, раку бронхів і деяких типах пухлин мозку nзбільшена активність ЛДГ 2, ЛДГ 3, ЛДГ 4. nЗбільшення активності ЛДГ, зазначено у сироватці крові хворих з деякими типами nпухлин мозку та різними типами пухлин статевих органів.

Можливість підвищення nактивності ЛДГ, при пухлинному процесі слід враховувати при діагностиці nінфаркту міокарда. Іноді при пухлинах мозку, раку пішевода, нейробластомі nвідзначають незвичайну додаткову смугу при ЕФ сироватки крові і тканини пухлини. Визначення nспектру ізоферментів ЛДГ у сироватці крові при онкологічних захворюваннях nкорисно не тільки для діагностики, а й для контролю ефективності лікування. nВиявлено, що нормалізація спектру ізоферментів ЛДГ корелює з успішністю nвідповіді хворого на лікування. Наявність ускладнень при інфаркті міокарда та nсупутні захворювання можуть змінити спектр ЛДГ та активність ЛДГ. Виявлення nспектру ізоферментів, характерного nдля інфаркту міокарда, можливо при застої крові в печінці та нирках внаслідок nсерцевої недостатності, при ішемічному ураженні деяких органів із-за різкого nзниження серцевого викиду. При емболії легеневої артерії, яку у ряді випадків nдоводиться диференціювати з інфарктом міокарда, збільшення в крові активності nЛДГ 2 і ЛДГ 3 може бути пояснено виходом ферментів з nтромбоцитів, патологією nпечінки, викликаної венозної гіпертензією, анемією коркового шару наднирників nта нирок. Оскільки ці порушення не завжди вдається розрізнити, зміна спектру nізоферментів ЛДГ інтерпретувати непросто.

Лужна фосфатаза (ЛФ)

Клінічне значення визначення активності ЛФ.

Підвищення активності nлужної фосфатази у сироватці крові не завжди дозволяє з достатнім ступенем nдостовірності скласти уявлення про органотопіческой патології.

У клінічній біохімії nактивність ЛФ найбільш часто використовують в діагностиці патології nгепатобіліарної системи та кісткової тканини. Активність ЛФ сироватки крові nчасто підвищена при обструктивних захворюваннях печінки, холестаз, гепатит, явищах nгепатотоксичності, хвороби Педжета, остеомаляції, новоутвореннях, nякі втягли в патологічний процес печінка і кісткову тканину.

Низька або навіть nневизначуване активність ЛФ відзначена при гепатолентикулярной дегенерації. nМеханізм цього феномена неясний, припускають, що іон міді конкурує з цинком за nмісце в активному центрі лужної фосфатази, що веде до різкого падіння nактивності ферменту. Застосування гіполіпідемічних препаратів, зокрема клофібрату, nтакож інгібує фермент. У недоношених дітей з метою ранньої діагностики рахіту nрекомендовано визначати активність ЛФ. Активність ЛФ в сироватці крові може nбути підвищена при остеоміодістрофіі, що розвивається як ускладнення тривалого nгемодіалізу. При введенні циклоспорину після трансплантації підвищена nактивність ЛФ в більшій мірі залежить від токсичного впливу препарату на nгепатоцити і в меншій мірі пов’язана з патологією остеобластів. У пацієнтів з nгіперпаратиреозом активність ЛФ сироватки крові звичайно в межах норми, але при nрозвитку остеопорозу, nособливо остеонекроза, може бути значно збільшена. Дослідження активності ЛФ nвиявляється корисним і в диференціальної діагностики внутрішньо-і nвнепеченочного холестазу. У разі екстрагепатобіліарной обструкції при каменях nжовчного протоку і жовчного міхура, а також при новоутвореннях в цих органах nактивність ЛФ підвищується в 10 разів і більше. Внутрішньопечінкових обструкція nжовчних шляхів при гепатиті також супроводжується підвищенням активності ЛФ, nале ступінь гіперферментемії не перевищує 2-3-кратного значення. Гострі nнекротичні зміни гепатоцитів можуть не супроводжуватися підвищенням активності nЛФ до тих пір, поки в патологічний процес не будуть залучені жовчні канальці і nне відбудеться затримка жовчовиділення. У той же час далеко не у всіх випадках nураження паренхіми печінки існує чітка кореляційна залежність між активністю ЛФ nсироватки крові та вмістом у ній білірубіну. На початку розвитку nвнутрішньопечінкового холестазу збільшення активності ЛФ може бути наслідком nпідвищення синтезу білка в гепатоцитах; подальше підвищення активності лужної nфосфатази у сироватці крові, пов’язане з порушенням цілісності клітин жовчних nканальців.

До небілкових nазотвмісних органічних компонентів крові відносять сечовину, сечову кислоту, nкреатинін, креатин, амінокислоти (табл.8). Амінокислоти, які всмокталися із nкишечника, в органах і тканинах зазнають різних перетворень. Частина їх nвикористовується для синтезу білків органів і тканин, ферментів, деяких nгормонів, гему, креатину. Ті nамінокислоти, які не використані для синтезу різних сполук, розпадаються з nутворенням аміаку, вуглекислоти і води. Більша частина амінокислот йде на nутворення сечовини, яка становить 85-90% загального азоту сечі. Крім сечовини, nазот виділяється з сечею у вигляді солей амонію, в складі креатиніну, сечової nкислоти, індикану і невеликої частини вільних амінокислот. Усі ці речовини, nкрім амінокислот, є кінцевими продуктами азотового обміну

 

Таблиця 8. nОсновні небілкові азотвмісні органічні компоненти крові

n

Небілкові азотвмісні органічні компоненти крові

Сечовина

Сечова кислота

Креатинін

Креатин

Амінокислоти

 

Сечовина становить основну масу органічного nзалишку сечі. Азот сечовини складає 80-90 % усього азоту сечі. Доросла людина nза добу виділяє із сечею 20-35г сечовини. Зменшення концентрації сечовини nспостерігається за умов обмеження білка в раціоні, порушення функції печінки, nзокрема при переродженні печінки й отруєнні її фосфором. Кількість сечовини nзнижується також при ацидозі, оскільки значна частина NH3 nвикористовується для нейтралізації кислот. Разом із тим, ураження нирок n(нефрити) супроводжуються погіршенням виділення сечовини в сечу і nнагромадженням її у крові. У таких випадках настає отруєння організму nпродуктами азотного обміну (уремія).

 

Таблиця 9. Причини збільшення сечовини в сечі

n

Причини збільшення сечовини в сечі

Нестача білка у харчуванні

Злоякісні анемії

Лейкоз

Гарячка

Інтенсивний розпад білків в організмі

Після прийому саліцилатів

При отруєнні фосфором

 

Підвищений nвміст сечовини в сечі спостерігають при недостатності білка в харчуванні, nзлоякісній анемії, гарячці, інтенсивному розпаді білків в організмі, після nприйому саліцилатів, при отруєннях фосфором (табл.9.), знижений – при цирозі nпечінки, паренхіматозній жовтяниці, нефриті, ацидозі, уремії (табл.10).

 

Таблиця 10. Причини nзменшення сечовини в сечі

n

Причини зменшення сечовини в сечі

Цироз печінки

Паренхіматозна жовтяниця

Нефрит

Ацидоз

Уремія

 

Низький вміст сечовини nв сечі спостерігається в період інтенсивного росту організму і за умов вживання nанаболітиків.

Переважне харчування nбілковою їжею, а також захворювання, що пов’язані з посиленим розпадом білків n(цукровий діабет, злоякісні пухлини, деякі інфекційні хвороби, що nсупроводжуються лихоманкою), зумовлюють підвищення рівня сечовини в сечі.

Сечова кислота. Сечова nкислота є кінцевим продуктом обміну пуринових основ, які входять до складу nскладних білків нуклеопротеїнів. У нормі в людини з сечею виділяється 1,6 – n3,54 ммоль/добу (270-600 мг/добу) сечової кислоти.

Індикан – калієва або натрієва nсіль індоксилсірчаної кислоти. Остання утворюється в печінці як продукт nзнешкодження індолу. Кількість індикану в сечі за добу становить 40-80 мкмоль. При надлишку індикану сеча nнабуває коричневого кольору.

За добу із сечею nвиводиться в середньому 0,6-1,0г сечової кислоти. Вміст її в сечі може змінюватися nзалежно від характеру харчування. Зменшення виділення сечової кислоти із сечею n(до 0,3-0,5 г nна добу) буває в людей, що харчуються переважно вуглеводною їжею, яка не nмістить пуринів.

М’ясні продукти, ікра, nзалозисті тканини, багаті на нуклеопротеїни, можуть служити причиною підвищення nсечової кислоти в крові й сечі.

Підвищене виділення сечової кислоти – гіперурікурію- nспостерігають при всіх захворюваннях, які супроводжуються підсиленим розпадом nнуклеопротеїнів (лейкози, лікування цитостатиками, іонізуюче опромінення, nопіки, крупозне запалення легень, ревматизм, гемолітична анемія, отруєння nсвинцем, токсикоз), а також при підвищеному вмісті пуринів у їжі (табл.11). Внаслідок слабкої розчинності сечової кислоти та її солей вони nможуть випадати в осад у зібраній сечі, а також утворювати камінці в нижніх nвідділах сечовивідних шляхів.

 

Таблиця 11. Причини гіперурікемії

n

ПРИЧИНИ ГІПЕРУРІКУРІЇ (ЗБІЛЬШЕННЯ ВИДІЛЕННЯ СЕЧОВОЇ КИСЛОТИ ІЗ СЕЧОЮ)

 

Лейкози

Лікування цитостатиками

Іонізуюче опромінення

Опіки

Крупозне запалення легень

Ревматизм

Гемолітична анемія

Отруєння свинцем

Підвищений вміст пуринів у їжі

 

Гіпоурікурію (зменшення виділення сечової кислоти із сечею) спостерігають nпри подагрі (не завжди), нефриті, нирковій недостатності, прогресивній м’язовій nатрофії (табл.12). При подагрі солі сечової кислоти (урати) відкладаються в nхрящах, м’язах і суглобах. Вміст сечової кислоти в крові може бути nпідвищеним, а з сечею виділятися менше, ніж у нормі.

 

Таблиця 12. Причини гіпоурікурії

n

ПРИЧИНИ ГІПОУРІКУРІЇ (ЗМЕШЕННЯ ВИДІЛЕННЯ СЕЧОВОЇ КИСЛОТИ ІЗ СЕЧОЮ)

 

Подагра

Нефрит

Ниркова недостатність

Прогресивна мязова атрофія

 

Із сечею виділяються також проміжні nпродукти пуринового обміну (20-50 мг на добу): ксантин, гіпоксантин та інші. nЗастосування деяких лікарських речовин (теобромін, кофеїн), а також споживання nзначної кількості кави, какао, чаю призводять до появи в сечі метилпохідних nпуринових основ.

Креатинін і креатин. Креатинін утворюється із креатинфосфату і є складовою nчастиною сечі. За добу із сечею виділяється креатиніну у чоловіків n8,8-17,7 ммоль/добу, а у жінок – n7,1-15,9 ммоль/добу, (або 1-2 г nза добу), що складає 2-7 % азоту всіх азотовмісних сполук сечі. Кількість nкреатиніну, що виділяється із сечею, залежить від інтенсивності процесів nрозпаду білків тканин організму і від вмісту креатиніну в продуктах харчування n(його багато в м’ясній їжі).

У нормі із сечею nдоросла людина виділяє 1-2 г nкреатиніну за добу. Межі коливання залежать від стану мускулатури. Кількість nвиділеного креатиніну є сталою для кожної людини і віддзеркалює її м’язову nмасу. У чоловіків на кожний 1кг маси тіла за добу виділяється із сечею від 18 до 32 nмг креатиніну (креатиніновий коефіцієнт), а в жінок – від 10 до 25 мг. nКреатиніновий коефіцієнт невеликий у повних і худорлявих людей, але високий в nосіб із розвинутими м’язами.

Синтез креатину, з nякого утворюється креатинін, відбувається в нирках і печінці. Тому при тяжких nураженнях печінки і нирок кількість креатиніну в сечі зменшується. Крім того, nконцентрація креатиніну в сечі може зменшуватися у хворих із послабленням nбілкового обміну, наприклад, при атрофії м’язів та в інших випадках.

Креатинін не nреабсорбується з первинної сечі в канальцях нефронів, тому кількість виділеного nкреатиніну відображає величину клубочкової фільтрації і за його кількістю можна nрозраховувати об’єм фільтрації й об’єм реабсорбції в нирках. У ниркових хворих nіз порушенням фільтрації зменшується виділення креатиніну, а вміст його в крові nзростає. Захворювання, при яких відбувається руйнування білків (наприклад, nінфекційні хвороби, інтоксикації, викликані деякими отруйними речовинами), nпроявляються підвищенням вмісту креатиніну в сечі (табл.13).

Таблиця 13 Причини і гіпо- і гіперкреатинінурії

n

Причини гіперкреатинінурії

Причини гіпокреатинінурії

Споживання мясної їжі

Хронічний нефрит з уремією (ниркова недостатність)

Розчавлення мяких тканин (мязів)

Мязова атрофія

Інтенсивна мязова робота

Дегенерація нирок

Після зняття кровозупинного джгута

Лейкемія

Лихоманка

У людей похилого віку

Пневмонія

 

При втраті білкової маси тіла внаслідок тривалого негативного азотового балансу виділення креатиніну зменшується, а креатину зростає, але сумарне виділення цих двох речовин залишається в загальному постійним. Це спостерігається у хворих на цукровий nдіабет, гіпертиреоз, лихоманку, а також при голодуванні.

Виділення креатину в nдітей більше, ніж у дорослих, аналогічно в жінок його більше виділяється, ніж у nчоловіків. Посилене виділення креатину буває у вагітних жінок і в ранньому nпісляпологовому періоді.

Креатинурія має місце й у людей похилого віку як nнаслідок атрофії м’язів. Найбільший вміст креатину в сечі спостерігається при nпатологічних станах м’язової системи, особливо при міопатії та м’язовій nдистрофії.

Визначення креатиніну в сечі проводять для nдослідження функції нирок.

Вміст креатиніну в сечі залежить від харчування, так nяк крім ендогенного креатиніну в сечі знаходиться ще креатинін екзогенний, який nнадходить із м’ясною їжею.

Підвищення виділення креатиніну з nсечею (гіперкреатинінурія) спостерігають при споживанні м’ясної nїжі, роздавленні м’яких тканин (м’язів), інтенсивній м’язовій роботі, після nзняття кровозупинного джгута, лихоманці, пневмонії.

Понижений вміст креатиніну в сечі n(гіпокреатинінурія) виявляють при хронічному нефриті з уремією n(нирковій недостатності). М’язовій атрофії, дегенерації нирок, лейкемії, в nлюдей похилого віку.

Амінокислоти. За добу здорова людина виділяє із сечею nблизько 2 ‑ 3,0 г амінокислот. Виділяються із сечею як вільні nамінокислоти, так і амінокислоти, що входять до складу низькомолекулярних nпептидів та парних сполук. У сечі виявлено 20 різних амінокислот та багато nпродуктів їх обміну. Вміст амінокислот у сечі зростає при різних патологічних nстанах, що супроводжуються розпадом тканинних білків – у хворих з травмами, при nпроменевій і опіковій хворобі. Зростання концентрації амінокислот у сечі є nсвідченням порушення функції печінки і, зокрема, пригнічення утворення білків nта сечовини.

Зустрічаються nпорушення обміну окремих амінокислот, що мають спадковий характер. Наприклад, nфенілкетонурія, зумовлена спадковою нестачею в печінці ферменту nфенілаланінгідроксилази, внаслідок чого заблоковано перетворення фенілаланіну в nтирозин. Для виявлення фенілкетонурії застосовують хлорне залізо: до свіжої nсечі додають декілька крапель розчину FeCl3 і через 2-3 хвилини nспостерігають появу оливково-зеленого забарвлення.

До спадкових порушень обміну амінокислот відноситься й nалкаптонурія, при якій у сечі різко зростає вміст гомогентизинової кислоти – nпроміжного продукту обміну тирозину. Сеча, виділена цими хворими, швидко темніє nна повітрі.

 

ВИЗНАЧЕННЯ nЗАЛИШКОВОГО АЗОТУ КРОВІ

 

Залишковим азотом крові nназивають небілковий азот, тобто азот органічних і неорганічних сполук, який nзалишається після осадження білків у крові. В нормі вміст залишкового азоту nдорівнює 0,2-0,4 г/л. Біля 50 % його nприпадає на сечовину, 25 % – на азот амінокислот, 7,5 % на креатинін і креатин, n0,5 % на амонійні солі й індикан, 13 % – на інші речовини.

Принцип методу

Залишковий nазот крові визначають у безбілковому фільтраті nпісля осадження білків крові з наступною мінералізацією бізбілкового фільтрату nконцентрованою сірчаною кислотою. Азот всіх досліджуваних фракцій у nвигляді аміаку зв’язується з сірчаною кислотою, утворює сульфат амонію, який з nреактивом Несслера дає сполуку жовто- оранжевого кольору. Інтенсивність nзабарвлення пропорційна концентрації аміаку, а значить і залишкового азоту в nкрові.

 

Клініко-діагностичне nзначення

 

Підвищення nзалишкового азоту крові називається азотемією. Азотемія може бути двох видів: nабсолютною (нагромадження в крові компонентів залишкового азоту) і відносною n(дегідратація організму, наприклад, при блювоті, проносі) (табл.14). Залежно nвід причин, які викликають захворювання, абсолютна азотемія поділяється на nретенційну і продукційну. Ретенційна азотемія виникає в результаті nнедостатнього виділення з сечею азотовмісних сполук при нормальному потраплянні nїх у кров. Ретенційна азотемія може бути нирковою і позанирковою. При нирковій nазотемії підвищення концентрації залишкового азоту в крові відбувається nвнаслідок порушення екскреторної функції нирок. Цей тип азотемії nспостерігаються при гломерулонефритах, пієлонефриті, туберкульозі нирок, nамілоїдозі нирок. Позаниркові ретенційні азотемії зумовлені порушенням nгемодинаміки і, відповідно, зниженням клубочкової фільтрації. Вони виникають у nрезультаті серцево-судинної декомпенсації, локальному порушенні кровотоку в nниркових артеріях.

 

Таблиця 14 Причини абсолютної та відносної nазотемії

n

АЗОТЕМІЯ

АБСОЛЮТНА (нагромадження в крові компонентів залишкового азоту)

ВІДНОСНА (дегідратація організму)

РЕТЕНЦІЙНА (недостатнє виділення з сечею азотовмісних сполук при нормальному потраплянні їх у кров)

ПРОДУКЦІЙНА (надлишкове поступання у кров продуктів розпаду тканинних білків)

НИРКОВА

ПОЗАНИРКОВА

Порушення екскреторної функції нирок

Порушення гемодинаміки і зниження клуб очкової фільтрації

Лейкози

Блювота

 

Гломерулонефрит

Серцево-судинна декомпенсація

Злоякісні пухлини

Туберкульоз нирок

Локальне порушення кровоточу в ниркових артеріях

Кахексії

Пронос

Амілоїдоз нирок

Лікування глюкокортикоїдами

Опіки

 

Продукційна азотемія nзумовлена надлишковим поступанням у кров продуктів розпаду тканинних білків. nФункція нирок при цьому не порушена. Азотемію такого типу спостерігають при nкахексії, лейкозах, злоякісних пухлинах, лікуванні глюкокортикоїдами.

Зниження вмісту nзалишкового азоту спостерігають при недостатньому харчуванні та іноді при nвагітності.

 

Ліпопротеїни nкрові

Ліпіди в крові, як nправило, містяться у вигляді білково-ліпідних комплексів: хіломікрони, a – ліпопротеїни n(або ліпопротеїни високої густини – ЛПВГ), пре- b – ліпопротеїни n(або ліпопротеїни дуже низької густини – ЛПДНГ), b – ліпопротеїни n(або ліпопротеїни низької густини – ЛПНГ) (табл.15), які можна розподілити за допомогою nметодів електрофорезу, хроматографії, ультрацентрифугування та ін.

Таблиця 15 Основні кліси nліпопротеїнів

n

Основні класи ліпопротеїнів плазми крові

Хіломікрони (ХМ)

Ліпопротеїни дуже низької щільності (ЛПДНЩ), або пре-β-ліпопротеїни

Ліпопротеїни проміжної щільності (ЛППЩ)

Ліпопротеїни низької щільності (ЛПНЩ), або β-ліпопротеїни;

Ліпопротеїни високої щільності (ЛПВЩ), або α-ліпопротеїни.

 

Ці комплекси nвідрізняються за кількістю білка, відсотковим вмістом окремих ліпідних nкомпонентів і відносною молекулярною масою. Так, ЛПВГ містять великий відсоток n(45-50 %) білка, а значить і більш високу відносну густину (1,063-1,21), nводночас як ЛПНГ і ЛПДНГ містять менше білка і значну кількість ліпідів (до 75 n%), а тому мають низьку відносну густину (1,01-1,063).

Транспортуючи холестерин nз тканин до печінки, ЛПВГ сприяють його метаболізму і виведенню з організму, nзменшуючи ризик відкладання його в судинах і виникнення атеросклерозу (рис.23, n24).

Рис.23. Нормальна артерія

Рис.24.  Артерія з атероматозною nбляшкою

 

За допомогою ЛПНГ холестерин транспортується до тканин (надниркових залоз, nстатевих залоз, мозку тощо). Вони вважаються атерогенними, оскільки їх nзбільшення призводить до гіперхолестеринемії, атеросклерозу з його наслідками.

 

Окремі класи nліпопротеїнів розрізняються також за складом білків, що входять до них. Білки, nщо входять до складу ліпопротеїнів плазми крові людини, отримали назву аполіпопротеїнів n(апопротеїнів, апобілків, Апо) (табл.16).

 

Таблиця 16. Аполіпопротеїни плазми крові людини

 

n

Апопротеїн

Класи ліпопротеїнів, до складу яких входять певні апобілки

A-1

ЛПВЩ

А-2

ЛПВЩ

В

ЛПНЩ, ЛПДНЩ

С-1,С-2,С-3

ЛПВЩ, ЛПНЩ, ЛПДНЩ

D

ЛПВЩ

E

ЛПВЩ, ЛПНЩ, ЛПДНЩ

 

Таблиця n17 Апобілки ліпопротеїнів плазми крові людини

 

n

Апобілки ліпопротеїнів плазми крові людини

 

Апобілки

Ліпопротеїни

Молекулярна маса

Примітка

А-1

ЛПВГ, хіломікрони

28300

Активатор фермента лецитин: холестерол-ацилтрансферази (ЛХАТ)

А-ІІ

ЛПВГ, хіломікрони

17400

Утворені двома ідентичними мономерами, з’єднаними іпопротеїдів містком

В-100

ЛПНГ, ЛПДНГ, ЛПСГ

350000

Синтезуються в печінці

В-48

Хіломікрони, залишки хіломікронів

200000

Синтезуються в кишечнику

С-І

ЛПДНГ, ЛПВГ

7000

Активатор ЛХАТ

С-ІІ

ЛПДНГ, ЛПВГ, хіломікрони

8800

Активатор ліпопротеїнів ліпопротеїнліпази

С-ІІІ

ЛПДНГ, ЛПВГ, хіломікрони

8750

Декілька поліморфних форм в залежності від вмісту сіалової кислоти

Д

Субфракція ЛПВЩ, ЛПВЩ

32500

Можливо ідентичний білку-переноснику ефірів холестеролу

Е (багатий на аргінін)

ЛПДНГ, ЛПВГ, хіломікрони, залишки хіломікронів

34000

Присутній в надлишку в бета-ЛПДНГ у людей, які страждають гіперліпопротеїнемією типу ІІІ. Це єдиний апобілок, який виявляється в ЛПВГ тварин, у яких за допомогою спеціальної дієти була індуковани гіперхолестеролемія

 

Існує п’ять основних сімейств nтаких білків (А, В, С, D, Е), до яких належать десять основних апопротеїнів: А-1, А-2, А-4, nВ-48, В-100, С-1, С-2, С-3, D та Е, що входять до складу певних ліпопротеїнів у різних кількісних nспіввідношеннях (табл.17).

Розділяють ліпопротеїди крові методом центрифугування, nоскільки вони розрізняються густиною, або методом електрофорезу (рис. 25). Під nчас електрофорезу при рН 8,6 ЛВГ переміщаються разом із альфа – глобулінами, nЛНГ – з бета‑глобулінами, ЛДНГ – перед фракцією бета-глобулінів, а nхіломікрони залишаються на місці нанесення проби.

8

Рис.25.  Порівняльна характеристика ліпопротеїнів

До складу всіх форм ліпопротеїнів крові nвходять білки, жири, фосфоліпіди, холестерин і його ефіри, але відношення цих nкомпонентів для кожної форми різне (табл.18).

 

Таблиця18. Склад ліпопротеїнів

n

 

Склад ліпопротеїнів

Білки

Жири

Фосфоліпіди

Холестерин та його ефіри

 

Будова ліпопротеїдів однотипна: всередині nзнаходяться нерозчинні у воді ліпіди (ефіри холестерину та триацилгліцерини), а nу зовнішньому шарі – білки і фосфоліпіди (рис.26).

 

Безымянный

Рис. 26 Класи ліпопротеїнів крові. nСпіввідношення розмірів молекул та їх складових компонентів.

Тг триацилгліцерин, Х – холестерин, Фл – nфосфоліпіди

 

Необхідно зазначити, що ліпопротеїни не є індивідуальними nмолекулами, а комплексами, асоціаціями молекул, об’єднаних за допомогою nгідрофобних сил і, можливо, іонних взаємодій, але без ковалентних зв’язків. nМолекулярна маса ліпопротеїнів величезна, від сотень тисяч до мільярдів, при nцьому найменша у ЛВГ і зростає у ряді ЛНГ, ЛДНГ і хіломікрони (табл. 19).

У такому ж порядку зростають розміри nчастинок. Правда, змінюється розмір тільки ядра міцели, а розмір оболонки (її nтовщина) у всіх ліпопротеїнів складає 2 нм.

Функція кожного класу ліпопротеїнів крові специфічна. Хіломікрони nтранспортують жири, фосфоліпіди від кишечника до тканин. Інші ліпопротеїни nслужать для переносу їх від печінки до різних органів і тканин та навпаки.

 

Таблиця 19 Ліпопротеїни плазми крові

n

Ліпопротеїни плазми крові

Ліпопротеїни

Густина, г/мл

Мол.маса

Діаметр, нм

Концентрація у плазмі крові, г/л

Хіломікрони

0,95

1-10 млрд

30-500

1-2

ЛДНГ

0,95-1,00

5-100 млн

30-75

1-1,5

ЛНГ

1,00-1,06

2-4 млн

20-25

2-4

ЛВГ

1,06-1,21

200-400 тис.

10-15

1-3

Властивості хіломікронів

утворюються в стінці кишечника

містять 85 % ТАГ дієти

є основними транспортними формами ТАГ з кишечника в м’язи і жирову тканину

з кишечника всмоктуються в лімфатичну систему, а потім попадають в кров

частково деградують під впливом ліпопротеїнліпази

ремнанти хіломікронів захоплються печінкою

 

Транспорт холестерину

Перенесення nхолестерину кров’ю здійснюється ліпопротеїнами. На схемі показано утворення nліпопротеїнів плазми крові, їх циркуляція і роль у перенесенні холестерину від nпечінки до інших тканин і навпаки (рис. 27).

Із печінки холестерин виноситься разом nіз жиром у складі ліпопротеїнів дуже низької густини. У капілярах жирової й nінших тканин ліпопротеїнліпаза каталізує гідроліз жирів ЛДНГ, і жирні кислоти nзахоплюються клітинами. Після втрати значної кількості жиру ЛДНГ стають у nплазмі крові ліпопротеїнами низької густини, оскільки вміст жиру в них nзнижується із 50 % до 7 %, а холестерину зростає від 20 % до 45‑50 %. nУ ліпопротеїнах містяться в основному ефіри холестерину, а не вільний nхолестерин (табл.20).

 

Безымянный

Рис.27. Метаболізм ліпопротеїнів плазми nкрові

Б – білок, ФЛ – фосфоліпіди, Тр – nтриацилгліцерин, Х – холестерин, ЕХ – ефіри холестерину, ЖК – жирні кислоти

 

Таблиця n20. Властивості ліпопротеїнів дуже низької густини

n

Властивості ЛДНЩ

утворюються в печінці

містять 50 % ТАГ і 22 % холестеролу

два апопротеїни — aпо B-100 і aпo E

основні транспортні форми ТАГ, що синтезуються в організмі (печінці)

доставляють ТАГ з печінки до периферійних тканин (м’язів для енергії, жирова тканина для зберігання)

зв’язуються з мембран-зв’язаною ліпопротеїн ліпазою (триацилгліцероли знову деградують до вільних жирних кислот і моноацилгліцеролу)

 

Головна функція ліпопротеїнів низької nгустини (ЛНГ) – це транспорт холестерину до позапечінкових органів і тканин, де nвін використовується як структурний компонент мембран чи попередник при синтезі nстероїдних речовин. ЛНГ мають менші розміри, ніж хіломікрони та ЛДНГ, і завдяки nцьому здатні проникати у позасудинний простір, де зв’язуються із специфічними nбілками-рецепторами на поверхні клітин (табл.21).

Таблиця 21 Основні nвластивості іпопротеїдів низької густини

n

Основні властивості іпопротеїдів низької густини (ЛНГ)

ЛНЩ утворюються в крові з ЛПЩ і в печінці з ЛПЩ (фермент – печінкова ліпаза)

 

ЛНЩ збагачені холестеролом і ефірами холестеролу (містять близько 50 % холестеролу) Білковий компонент – aпo B-100

ЛНЩ – основний переносник холестеролу (транспортують холестерол до периферійних тканин)

 

Комплекси ЛНГ з рецепторами надходять шляхом ендоцитозу у nклітини, після чого ліпопротеїнові частинки захоплюються лізосомами. Ферменти nлізосом гідролізують білкову і фосфоліпідну оболонку іпопротеїдів, гідролізують nефіри холестерину, що містяться в ядрі міцели. У результаті в клітинах зростає вміст вільного nхолестерину, який або використовується для побудови мембран і синтезу nстероїдних речовин (гормонів, вітаміну D3), або депонується у nвигляді холестеридів. Підвищення вмісту холестерину в клітинах пригнічує синтез nу них білків-рецепторів до ЛНГ і, таким чином, зменшує захоплення клітинами nнових ліпопротеїнових частинок. Це, у свою чергу, призведе до зростання nконцентрації холестерину в крові.

При спадковій сімейній гіперхолестеринемії n(гіпербеталіпопротеїнемії) внаслідок генетичного дефекту чи порушенні синтезу nбілків-рецепторів до ЛНГ знижується поглинання ліпопротеїнів клітинами. У крові зростає nконцентрація ЛНГ і холестерину, який міститься у цих ліпопротеїнах. При цій nспадковій хворобі дуже рано розвивається атеросклероз. Гомозиготна форма цієї nхвороби призводить до смерті у віці до 20 років (табл.22).

Транспорт холестерину від клітин різних nорганів і тканин до печінки здійснюється за допомогою ліпопротеїнів високої nгустини (ЛВГ). Вони утворюються в печінці, надходять у кров і забирають nнадлишок холестерину із поверхні периферичних клітин (табл.23). Молекули nвільного холестерину із мембран клітин надходять у зовнішню оболонку ЛВГ, де nрозміщуються між гідрофобними ланцюгами фосфоліпідів.

 

Таблиця 22 Стани, повязані з nожирінням

n

Холестерин ЛПНЩ

Стани, повязані з ожирінням

Тісно корелює з розвитком атеросклерозу; зростання вмісту на 10 % підвищує кардіоваскулярний ризик на 20 %.

Цей ризик зростає за наявності:

-зниження вмісту холестерину ЛПВЩ

-паління

-артеріальної гіпертензії

-цукрового діабету

Саме маленькі щільні часточки ЛПНЩ є найбільш атерогенними

Запалення

Гіпертензія

Дисліпідемія

Діабет 2 типу

Тромбоз

Атеросклероз

Описание: http://internal.mif-ua.com/frmtext/VM/2009/3%2815%29-2009/93/20%281%29.png

 

Таблиця 23 nВластивості ліпопротеїнів високої щільності

n

Властивості ЛВЩ

утворюються в печінці і в стінці кишечника

містять 50 % білка

на поверхні міститься багато білка, який визначає високу щільність ЛВЩ

основні транспортні форми холестеролу з периферійних тканин до печінки

молоді форми або ЛВЩ мають диско видну форму чи дископодібну форму, дорослі мають сферичну форму

запобігають розвитку ателосклерозу

 

У плазмі крові з ЛВГ nзв’язується фермент лецитин-холестерин-ацилтрансфераза (скорочено ЛХАТ). Цей nфермент каталізує реакцію утворення ефірів холестерину за рахунок перенесення nзалишку жирної кислоти із положення С-2 холінфосфатиду (лецитину) на холестерин:

Обидва субстрати, холінфосфатид і nхолестерин, локалізовані поряд у зовнішній оболонці ЛВГ. Оскільки продукти реакції n– ефіри холестерину – не мають гідрофільної частини, вони переміщаються із nоболонки ліпопротеїну в його ядро. Внаслідок цього вміст холестерину в оболонці nліпопротеїну зменшується і звільняється місце для надходження нових порцій nхолестерину. У холінфосфатиді в положенні С-2 приєдані в основному ненасичені nжирні кислоти, тому утворюються ефіри холестерину з лінолевою кислотою.

Обмін холестерином і його ефірами здійснюється і між nциркулюючими у крові ліпопротеїнами, при цьому вільний холестерин, а також nфосфоліпіди і триацилгліцерини переносяться із ЛДНГ і ЛНГ до ЛВГ, а на їх місце nпереносяться ефіри холестерину. Крім того, ліпопротеїни різних класів обмінюються білками, що входять до nскладу оболонки частинок. Внаслідок цих перенесень ЛВГ, які надходять із nпечінки у формі диску, стають сферичними. В їх ядрі міститься велика кількість nефірів холестерину. Саме ЛВГ сферичної форми захоплюються печінкою. Здатність nЛВГ забирати надлишок холестерину від клітин і інших ліпопротеїнів, переводити nйого у холестериди і транспортувати до печінки, де холестерин зазнає подальших nперетворень, забезпечує їх антиатерогенну дію. У печінці ЛВГ розпадаються, nхолестерин вивільнюється і поповнює загальний фонд холестерину. Клітини печінки nзахоплюють також ЛНГ рецепторним механізмом. При цьому виключається синтез у nпечінці ендогенного холестерину, синтез білка – компонента ЛДНГ, а включається nсинтез білка – компонента ЛВГ. Тим самим пригнічується секреція ЛДНГ і nстимулюється секреція ЛВГ.

Принцип визначення і клінічна оцінка nспіввідношення альфа і бета-ліпопротеїнів

Метод nгрунтується на електрофоретичному розділенні на фракції заздалегідь nпофарбованих суданом чорним ліпопротеїнів сироватки крові з наступним nвизначенням оптичної густини екстрагованих фракцій і вирахуванням відсоткового nспіввідношення між a – ЛП і b – ЛП n(табл.24).

 

Таблиця 24 Ліпідограма людини

n

Ліпопротеїн

Вміст

Загальний холестерол

3.3-5.3 ммоль/л

ЛНЩ

< 100 мг %

ЛВЩ

>40 мг %

Співвідношення ЛНЩ/ЛВЩ

2.5/1

 

Клініко – діагностичне значення

При nгострих гепатитах, цирозах печінки, застійних жовтяницях спостерігаєть nзменшення a – ЛП у nсироватці крові. Збільшення фракції b – ЛП може мати місце nпри цукровому діабеті, гіпотирозі, атеросклерозі, глікогенній хворобі.

 

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Приєднуйся до нас!
Підписатись на новини:
Наші соц мережі